JPH0613473A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0613473A
JPH0613473A JP16786892A JP16786892A JPH0613473A JP H0613473 A JPH0613473 A JP H0613473A JP 16786892 A JP16786892 A JP 16786892A JP 16786892 A JP16786892 A JP 16786892A JP H0613473 A JPH0613473 A JP H0613473A
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JP
Japan
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wiring layer
etching
insulating film
semiconductor device
hole area
Prior art date
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Pending
Application number
JP16786892A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kokubu
崇 国分
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the amount of over etchinging by changing a hole area on the wiring layer depending on film thickness of a wiring layer. CONSTITUTION:A first insulating film 102 is formed on a first wiring layer 10, a second wiring layer 103 is formed on the first insulating film 102, a second insulating film 104 is formed on the second wiring layer 103 and holes are respectively formed on the first and second wiring layers 101, 103. In this case, areas of holes formed in the first wiring layer 101 and second wiring layer 103 are different depending on film thickness of the wiring layers 101, 103. For instance, the first wiring layer 101 is formed in the thickness of 0.1mum, the second wiring layer 103 is formed in the thickness of 0.04mum, the hole area on the first wiring layer 101 is set to 1.0mum<2> (hole diameter: 1.0mum) and the hole area of the second wiring layer 103 is set to 0.25mum<2> (hole diameter: 0.5mum). Thereby, the amount of over etching can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、配線上にホールを有す
る配線層及びそのエッチング方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring layer having holes on the wiring and a method for etching the wiring layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置とその製造方法は、図
7、図2のようであった。図7において、701は第1
の配線層、702は第1の絶縁膜、703は第2の配線
層、704は第2の絶縁膜、705はレジストである。
図2は、反応室にガスを導入し、平行に置かれた電極の
間に高周波を印加してガスをプラズマ化し、エッチング
を行うRIE型ドライエッチング装置であり、201は
印加電極、202は接地電極、203はウエハ、204
はRF電源である。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor device and its manufacturing method are shown in FIGS. In FIG. 7, 701 is the first
Wiring layer, 702 is a first insulating film, 703 is a second wiring layer, 704 is a second insulating film, and 705 is a resist.
FIG. 2 shows an RIE type dry etching apparatus in which a gas is introduced into a reaction chamber and a high frequency is applied between electrodes arranged in parallel to plasmaize the gas to perform etching. 201 is an application electrode and 202 is a ground. Electrodes, 203 are wafers, 204
Is an RF power supply.

【0003】図7において、Si基板の上方に前記第1
の配線層701を例えばポリSi配線層で形成する。そ
の上に第1の絶縁膜702(例えばモノシランと酸素を
用いた化学気相成長法による二酸化珪素膜)を介在し
て、前記第2の配線層703を例えばポリSi配線層で
形成する。その上に第2の絶縁膜704(例えばモノシ
ランと酸素とホスフィンを用いた化学気相成長法による
リン・シリケート・ガラス)を形成する。その上に前記
レジスト705を例えばホール径が0.8μmの大きさ
で前記第1の配線層701上と前記第2の配線層703
上にパターニングする。パターニングした前記レジスト
705をマスクとして異方性エッチングによりホールを
形成する。
In FIG. 7, the first substrate is placed above the Si substrate.
The wiring layer 701 is formed of, for example, a poly-Si wiring layer. The second wiring layer 703 is formed of, for example, a poly-Si wiring layer with a first insulating film 702 (for example, a silicon dioxide film formed by a chemical vapor deposition method using monosilane and oxygen) interposed therebetween. A second insulating film 704 (for example, phosphorus silicate glass by a chemical vapor deposition method using monosilane, oxygen, and phosphine) is formed thereon. The resist 705 is formed on the first wiring layer 701 and the second wiring layer 703 with a hole diameter of 0.8 μm.
Pattern on top. Holes are formed by anisotropic etching using the patterned resist 705 as a mask.

【0004】図2において、前記ホールの形成を装置内
の圧力を例えば90mTorr、印加RFパワーの大き
さを例えば900W、エッチングプロセスガスを例え
ば、C26 10sccmとCHF3 90sccm、
チャンバー温度を例えば15℃の条件でエッチングを行
うと、ホール面積が例えば0.64μm2のとき、エッ
チング速度が8530.4Å/min、均一性が10.
7%、対ポリSiとの選択比が14.57であった。
In FIG. 2, the pressure for forming the holes in the apparatus is, for example, 90 mTorr, the magnitude of the applied RF power is, for example, 900 W, and the etching process gas is, for example, C 2 F 6 10 sccm and CHF 3 90 sccm.
When etching is performed at a chamber temperature of, for example, 15 ° C., when the hole area is, for example, 0.64 μm 2 , the etching rate is 8530.4 Å / min and the uniformity is 10.
7%, and the selection ratio to poly-Si was 14.57.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1のポリSi配線層701と比べて第2のポリSi配線
層703に第1の絶縁膜702の厚さ分のエッチング量
が多く加わり、オーバーエッチング量の差ができる。例
えば、前記第1の絶縁膜702の膜厚を0.2μm、前
記第2の絶縁膜704の膜厚を1.2μmのとき、前記
第1のポリSi配線層701上に形成するホールのオー
バーエッチング量を30%とすると、前記第2のポリS
i配線層703上に形成するホールのオーバーエッチン
グ量は44%となり、前記第1のポリSi配線層701
のオーバーエッチング量より大きくなる。このため、前
記第2のポリSi配線層703が薄膜(例えば400)
で、対絶縁膜との選択比が小さい(例えば14.57)
場合は、前記第1のポリSi配線層701上に形成する
ホールのオーバーエッチング量を30%とすると、前記
第2のポリSi配線層703を抜けてしまうおそれがあ
る。
However, as compared with the first poly-Si wiring layer 701, the second poly-Si wiring layer 703 has a larger etching amount corresponding to the thickness of the first insulating film 702, resulting in over-etching. There is a difference in etching amount. For example, when the film thickness of the first insulating film 702 is 0.2 μm and the film thickness of the second insulating film 704 is 1.2 μm, the holes formed on the first poly-Si wiring layer 701 are overfilled. When the etching amount is 30%, the second poly S
The over-etching amount of the holes formed on the i wiring layer 703 is 44%, and the first poly-Si wiring layer 701 is formed.
Is larger than the over-etching amount. Therefore, the second poly-Si wiring layer 703 is a thin film (for example, 400).
And the selection ratio with respect to the insulating film is small (for example, 14.57)
In this case, if the over-etching amount of the holes formed on the first poly-Si wiring layer 701 is set to 30%, the second poly-Si wiring layer 703 may be removed.

【0006】この前記第2のポリSi配線層702を抜
けてしまうホール形成を防止するためには、前記第1の
ポリサイド配線層701上のホール形成と前記第2のポ
リSi配線層702上のホール形成を別々に行えばよ
い。しかし、その場合、レジストをパターニングして、
異方性エッチングを行いレジストを剥離するホール形成
の工程を2度行うことになり煩雑である。
In order to prevent the formation of holes that escape the second poly-Si wiring layer 702, the formation of holes on the first poly-side wiring layer 701 and the formation of holes on the second poly-Si wiring layer 702. The holes may be formed separately. However, in that case, patterning the resist,
The process of forming a hole for performing anisotropic etching and peeling the resist is performed twice, which is complicated.

【0007】そこで、本発明は従来のこのような問題点
を解決するもので、その目的とするところは、配線層上
のホール面積を配線層の膜厚で異なる大きさにすること
で、エッチング速度を制御し、オーバーエッチングによ
るエッチング量を小さくすることにある。
Therefore, the present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to perform etching by making the hole area on the wiring layer different depending on the film thickness of the wiring layer. The purpose is to control the speed and reduce the etching amount by overetching.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された第1の配線層、前記第1の配
線層上に形成された第1の絶縁膜、前記第1の絶縁膜の
上に形成された第2の配線層、前記第2の配線層上に形
成された第2の絶縁膜、前記第1の配線層上と前記第2
の配線層上に形成されたホール、前記第1の配線層上と
前記第2の配線層上に形成されたホールの面積が異な
り、前記ホール面積の大きさが前記配線層の膜厚で異な
ることを特徴とする。また、本発明の半導体装置の製造
方法は、反応室にガスを導入し、ガスをプラズマ化し、
シリコン酸化膜のエッチングを行うドライエッチング方
法において、前記エッチングガスに一般式がCXYで表
わされるガスと一般式がCXYZで表わされるガスを
用いることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention comprises:
A first wiring layer formed on a semiconductor substrate; a first insulating film formed on the first wiring layer; a second wiring layer formed on the first insulating film; A second insulating film formed on the second wiring layer, on the first wiring layer, and on the second wiring film;
Areas of the holes formed on the wiring layer and the holes formed on the first wiring layer and the second wiring layer are different, and the size of the hole area is different depending on the film thickness of the wiring layer. It is characterized by Further, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a gas is introduced into the reaction chamber, the gas is turned into plasma,
In the dry etching method for etching a silicon oxide film, a gas represented by the general formula C X F Y and a gas represented by the general formula C X H Y F Z are used as the etching gas.

【0009】[0009]

【作用】上記のように構成されたホールについてホール
面積を1.0μm2以下に小さくすることでエッチング
速度を遅くすることができる。図6においてホール面積
とエッチング速度の関係のグラフを示す。図6において
縦軸はエッチングレート、横軸はホール面積である。図
6において、ホール面積が2.25μm2(ホール径
1.5μm)、1.0μm2(ホール径0.5μm)、
0.25μm2(ホール径0.5μm)と小さくなる
と、エッチング速度は9035.4Å/min、899
1.0Å/min、7622.3Å/minとなり、ホ
ール面積が1.0μm2以下に小さくなると急激にエッ
チング速度が遅くなる。このため、膜厚が薄い前記第2
の配線層へのホール面積を第1の配線層へのホール面積
より小さくすることで、エッチング速度を遅くしてオー
バーエッチングに対するエッチング量を減らすことがで
きる。
The etching rate can be slowed by reducing the hole area of the hole having the above structure to 1.0 μm 2 or less. FIG. 6 shows a graph of the relationship between the hole area and the etching rate. In FIG. 6, the vertical axis represents the etching rate and the horizontal axis represents the hole area. In FIG. 6, the hole area is 2.25 μm 2 (hole diameter 1.5 μm), 1.0 μm 2 (hole diameter 0.5 μm),
When it becomes as small as 0.25 μm 2 (hole diameter 0.5 μm), the etching rate is 9035.4 Å / min, 899
The etching rate becomes 1.0 Å / min and 7622.3 Å / min, and when the hole area becomes 1.0 μm 2 or less, the etching rate rapidly decreases. Therefore, the second thin film
By making the hole area for the wiring layer smaller than the hole area for the first wiring layer, the etching rate can be slowed and the etching amount for overetching can be reduced.

【0010】また、従来シリコン酸化膜をエッチングし
ているエッチングガスや装置でホール形成を行うことが
できる。
Further, holes can be formed by using an etching gas or an apparatus which has conventionally been used for etching a silicon oxide film.

【0011】[0011]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の半導体装置の実施例を示す要部
の断面図であり、101は第1の配線層、102は第1
の絶縁膜、103は第2の配線層、104は第2の絶縁
膜、105はレジストである。図2は、本発明の半導体
装置の実施例を示す要部の断面図であり、反応室にガス
を導入し、平行に置かれた電極間に高周波を印加してガ
スをプラズマ化し、エッチングを行うRIE型ドライエ
ッチング装置である。201は印加電極、202は接地
電極、203はウエハ、204はRF電源である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention, in which 101 is a first wiring layer and 102 is a first wiring layer.
Is an insulating film, 103 is a second wiring layer, 104 is a second insulating film, and 105 is a resist. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention, in which a gas is introduced into a reaction chamber and a high frequency is applied between electrodes placed in parallel to turn the gas into a plasma to perform etching. This is a RIE type dry etching device. 201 is an application electrode, 202 is a ground electrode, 203 is a wafer, and 204 is an RF power supply.

【0012】図1において、Si基板の上方に前記第1
の配線層101を例えばポリSi配線層、その膜厚を例
えば0.1μmで形成する。その上に第1の絶縁膜10
2(例えばモノシランと酸素を用いた化学気相成長法に
よる二酸化珪素膜)、その膜厚を例えば0.2μmを介
在して、前記第2の配線層103を例えばポリSi配線
層、その膜厚を例えば0.04μmで形成する。その上
に前記第2の絶縁膜104(例えばモノシランと酸素と
ホスフィンを用いた化学気相成長法によるリン・シリケ
ート・ガラス)、その膜厚を例えば1.2μmで形成す
る。その上に前記レジスト105を例えば前記第1の配
線層101上にホール面積1.0μm2(ホール径1.
0μm)のホールと前記第2の配線層103上にホール
面積0.25μm2(ホール径0.5μm)のホールを
パターニングする。パターニングした前記レジスト10
5をマスクとして異方性エッチングによりホールを形成
する。
In FIG. 1, the first substrate is provided above the Si substrate.
The wiring layer 101 is formed of, for example, a poly-Si wiring layer and has a film thickness of, for example, 0.1 μm. The first insulating film 10 is formed thereon.
2 (for example, a silicon dioxide film formed by a chemical vapor deposition method using monosilane and oxygen) with a film thickness of, for example, 0.2 μm, and the second wiring layer 103 is formed of, for example, a poly-Si wiring layer and the film thickness thereof. Of 0.04 μm, for example. The second insulating film 104 (for example, phosphorus silicate glass by a chemical vapor deposition method using monosilane, oxygen and phosphine) is formed thereon with a film thickness of 1.2 μm, for example. Then, the resist 105 is formed on the first wiring layer 101, for example, and the hole area is 1.0 μm 2 (hole diameter 1.
And a hole having a hole area of 0.25 μm 2 (hole diameter 0.5 μm) is patterned on the second wiring layer 103. The patterned resist 10
Holes are formed by anisotropic etching using 5 as a mask.

【0013】図2において、前記ホールの形成を装置内
の圧力を90mTorr、印加RFパワーの大きさを9
00W、エッチングプロセスガスをC26 10scc
mとCHF3 90sccm、チャンバー温度を15℃
の条件でエッチングを行うと、エッチング速度が899
1.0Å/min(ホール面積が1.0μm2)と76
22.3Å/min(ホール面積が0.25μm2)、
均一性が10.7%、対ポリSiとの選択比が14.5
7であった。
In FIG. 2, the holes are formed by setting the pressure in the apparatus at 90 mTorr and the magnitude of the applied RF power at 9 m.
00W, etching process gas is C 2 F 6 10scc
m and CHF 3 90sccm, chamber temperature 15 ℃
When etching is performed under the conditions of, the etching rate is 899.
1.0Å / min (hole area 1.0μm 2 ) and 76
22.3Å / min (hole area 0.25 μm 2 ),
Uniformity is 10.7%, selection ratio to poly Si is 14.5
It was 7.

【0014】ここで、上記ホール面積を1.0μm2
0.25μm2にしたことから、エッチング速度が89
91.0Å/minと7622.3Å/minの差がで
き、前記第1のポリSi配線層101上に形成するホー
ルのオーバーエッチング量を例えば30%とすると、前
記第2のポリSi配線層103上に形成するホールのオ
ーバーエッチング量は25%となり、ホール面積が0.
64μm2で同じ時のオーバーエッチング量の44%と
比べると差が小さくなった。また、前記第2のポリSi
配線層103のエッチング量が240Åとなり、ホール
面積が0.64μm2で同じ時のエッチング量の423
Åと比べると小さくなった。このため、膜厚が薄い前記
第2の配線層へのホール面積を第1の配線層へのホール
面積より小さくすることで、エッチング速度を遅くして
オーバーエッチングに対するエッチング量を減らすこと
ができるため、第2の配線層を抜けてしまうホール形成
を防止することができる。また、従来シリコン酸化膜を
エッチングしているエッチングガスや装置でホール形成
を行うことができる。
Since the hole areas are 1.0 μm 2 and 0.25 μm 2 , the etching rate is 89
If there is a difference between 91.0Å / min and 7622.3Å / min and the over-etching amount of holes formed on the first poly-Si wiring layer 101 is, for example, 30%, the second poly-Si wiring layer 103 is formed. The amount of overetching of the holes formed above is 25%, and the hole area is 0.
At 64 μm 2 , the difference was small compared to 44% of the overetching amount at the same time. In addition, the second poly-Si
The etching amount of the wiring layer 103 is 240 Å, the hole area is 0.64 μm 2 , and the etching amount of the same amount is 423.
It became smaller than Å. Therefore, by making the hole area to the second wiring layer having a small film thickness smaller than the hole area to the first wiring layer, it is possible to reduce the etching rate and reduce the etching amount for over etching. Therefore, it is possible to prevent the formation of holes that escape the second wiring layer. In addition, holes can be formed by using an etching gas or a device that conventionally etches a silicon oxide film.

【0015】以上を実施例1の説明とする。The above is the description of the first embodiment.

【0016】図3は、本発明の半導体装置の実施例を示
す要部の断面図であり、301はLOCOS(選択酸
化、Locoal Oxidation of Silicon、以下LOCOSと
略す)、302は酸化膜、303は第1の配線層、30
4はソース・ドレイン領域、305は第1の絶縁膜、3
06は第2の配線層、307は第2の絶縁膜、308は
レジストである。図4は、本発明の半導体装置の実施例
を示す要部の断面図であり、反応室にガスを導入し、マ
イクロ波によりガスをプラズマ化し、必要に応じて高周
波を印加し、エッチングを行うECR型ドライエッチン
グ装置である。401は印加電極、402は接地電極、
403はウエハ、404はRF電源、405はマイクロ
波電源、406はマグネットコイルである。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of the semiconductor device of the present invention. 301 is a LOCOS (Locoal Oxidation of Silicon, hereinafter abbreviated as LOCOS), 302 is an oxide film, and 303 is First wiring layer, 30
4 is a source / drain region, 305 is a first insulating film, 3
Reference numeral 06 is a second wiring layer, 307 is a second insulating film, and 308 is a resist. FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention, in which a gas is introduced into a reaction chamber, the gas is turned into plasma by a microwave, and a high frequency is applied as necessary to perform etching. It is an ECR type dry etching device. 401 is an application electrode, 402 is a ground electrode,
Reference numeral 403 is a wafer, 404 is an RF power supply, 405 is a microwave power supply, and 406 is a magnet coil.

【0017】図3において、Si基板にLOCOS30
1を形成した後に全面に酸化膜302を形成する。その
上にゲート電極として、第1の配線層303を例えばポ
リSi配線層、その膜厚を例えば0.2μmで形成す
る。その構造で、第1の配線層303をマスクとして、
イオンを打ち込みソース・ドレイン領域304を形成
し、第1の配線層以外の酸化膜302をフッ酸エッチン
グで取り除く。その上に第1の絶縁膜305(例えばモ
ノシランと酸素を用いた化学気相成長法による二酸化珪
素膜)、その膜厚を0.4μmを介在して、前記第2の
配線層306をポリSi配線層、その膜厚を0.05μ
mで形成する。その上に第2の絶縁膜307(例えばモ
ノシランと酸素とホスフィンを用いた化学気相成長法に
よるリン・シリケート・ガラス)、その膜厚を0.8μ
mで形成する。その上に前記レジスト308を前記第1
の配線層303上にホール面積1.0μm2(ホール径
1.0μm)のホールと前記第2の配線層306上にホ
ール面積0.25μm2(ホール径0.5μm)のホー
ルをパターニングする。パターニングした前記レジスト
308をマスクとして異方性エッチングによりホールを
形成する。
In FIG. 3, the LOCOS 30 is formed on the Si substrate.
After forming 1, the oxide film 302 is formed on the entire surface. A first wiring layer 303 is formed thereon as a gate electrode, for example, a poly-Si wiring layer, and its thickness is, for example, 0.2 μm. With the structure, using the first wiring layer 303 as a mask,
Source / drain regions 304 are formed by implanting ions, and the oxide film 302 other than the first wiring layer is removed by hydrofluoric acid etching. A first insulating film 305 (for example, a silicon dioxide film formed by chemical vapor deposition using monosilane and oxygen) is formed on the first insulating film 305, and the second wiring layer 306 is made of poly-Si with a film thickness of 0.4 μm. Wiring layer, its thickness is 0.05μ
It is formed by m. A second insulating film 307 (for example, phosphorus silicate glass by a chemical vapor deposition method using monosilane, oxygen, and phosphine) is formed on the second insulating film 307 with a thickness of 0.8 μm.
It is formed by m. The resist 308 is formed on the first
A hole having a hole area of 1.0 μm 2 (hole diameter of 1.0 μm) and a hole area of 0.25 μm 2 (hole diameter of 0.5 μm) are patterned on the second wiring layer 306. A hole is formed by anisotropic etching using the patterned resist 308 as a mask.

【0018】図4において、前記ホールの形成を装置内
の圧力を2.0mTorr、印加RFパワーの大きさを
300W、マイクロ波パワーを200mA、エッチング
プロセスガスをC38 10sccmとCH22 15
sccm、チャンバー温度を20℃の条件でエッチング
を行うと、エッチング速度が5440.0Å/min
(ホール面積が1.0μm2)と4611.5Å/mi
n(ホール面積が0.25μm2)、均一性が10.4
%、対ポリSiとの選択比が16.18であった。 こ
こで、上記ホール面積を1.0μm2と0.25μm2
したことから、エッチング速度が5440.0Å/mi
nと4611.5Å/minの差ができ、前記第1のポ
リSi配線層301上に形成するホールのオーバーエッ
チング量を例えば30%とすると、前記第2のポリSi
配線層306上に形成するホールのオーバーエッチング
量は24%となり、ホール面積が0.64μm2で同じ
時のオーバーエッチング量の44%と比べると差が小さ
くなった。また、前記第2のポリSi配線層306のエ
ッチング量が208Åとなり、ホール面積が0.64μ
2で同じ時のエッチング量の423Åと比べると小さ
くなった。このため、膜厚が薄い前記第2の配線層への
ホール面積を第1の配線層へのホール面積より小さくす
ることで、エッチング速度を遅くしてオーバーエッチン
グに対するエッチング量を減らすことができるため、第
2の配線層を抜けてしまうホール形成を防止することが
できる。また、従来シリコン酸化膜をエッチングしてい
るエッチングガスや装置でホール形成を行うことができ
る。
In FIG. 4, the holes are formed in the apparatus at a pressure of 2.0 mTorr, applied RF power of 300 W, microwave power of 200 mA, etching process gas of C 3 F 8 10 sccm and CH 2 F 2. 15
When etching is performed under the conditions of sccm and chamber temperature of 20 ° C., the etching rate is 5440.0 Å / min
(Hole area is 1.0 μm 2 ) and 4611.5Å / mi
n (hole area is 0.25 μm 2 ), uniformity is 10.4
%, And the selection ratio with respect to poly-Si was 16.18. Here, since the hole areas are set to 1.0 μm 2 and 0.25 μm 2 , the etching rate is 5440.0 Å / mi.
n and 4611.5 Å / min, and when the over-etching amount of holes formed on the first poly-Si wiring layer 301 is, for example, 30%, the second poly-Si
The over-etching amount of the holes formed on the wiring layer 306 was 24%, which was smaller than the over-etching amount of 44% of the same area when the hole area was 0.64 μm 2 . Further, the etching amount of the second poly-Si wiring layer 306 becomes 208Å, and the hole area is 0.64μ.
It becomes smaller than the 423Å etching amount of time same in m 2. Therefore, by making the hole area to the second wiring layer having a small film thickness smaller than the hole area to the first wiring layer, it is possible to reduce the etching rate and reduce the etching amount for over etching. Therefore, it is possible to prevent the formation of holes that escape the second wiring layer. In addition, holes can be formed by using an etching gas or a device that conventionally etches a silicon oxide film.

【0019】以上を実施例2の説明とする。The above is the description of the second embodiment.

【0020】図5は、本発明の半導体装置の実施例を示
す要部の断面図であり、501はLOCOS(選択酸
化、Locoal Oxidation of Silicon、以下LOCOSと
略す)、502は酸化膜、503はゲート電極、504
はソース・ドレイン領域として第1の配線層、505は
第1の絶縁膜、506は第2の配線層、507は第2の
絶縁膜、508はレジストである。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention. 501 is LOCOS (Locoal Oxidation of Silicon, hereinafter abbreviated as LOCOS), 502 is an oxide film, and 503 is Gate electrode, 504
Is a first wiring layer as a source / drain region, 505 is a first insulating film, 506 is a second wiring layer, 507 is a second insulating film, and 508 is a resist.

【0021】図5において、Si基板にLOCOS50
1を形成した後に全面に酸化膜502を形成する。その
上にゲート電極503を例えばポリSiで形成する。そ
の構造で、ゲート電極503をマスクとして、イオンを
打ち込みソース・ドレイン領域としての第1の配線層5
04を形成し、ゲート電極以外の酸化膜502をフッ酸
エッチングで取り除く。その上に第1の絶縁膜505
(例えばモノシランと酸素を用いた化学気相成長法によ
る二酸化珪素膜)、その膜厚を例えば0.4μmを介在
して、前記第2の配線層506をポリSi配線層、その
膜厚を例えば0.05μmで形成する。その上に第2の
絶縁膜507(例えばモノシランと酸素とホスフィンを
用いた化学気相成長法によるリン・シリケート・ガラ
ス)、その膜厚を例えば0.8μmを形成する。その上
に前記レジスト508を前記ソース・ドレイン領域とし
ての第1の配線層504上にホール面積例えば1.0μ
2(ホール径1.0μm)のホールと前記第2の配線
層506上にホール面積例えば0.25μm2(ホール
径0.5μm)のホールをパターニングする。パターニ
ングした前記レジスト508をマスクとして異方性エッ
チングによりホールを形成する。
In FIG. 5, a LOCOS 50 is formed on a Si substrate.
After forming No. 1, an oxide film 502 is formed on the entire surface. A gate electrode 503 is formed on it by, for example, poly-Si. In the structure, the first wiring layer 5 as a source / drain region is formed by implanting ions with the gate electrode 503 as a mask.
04 is formed, and the oxide film 502 other than the gate electrode is removed by hydrofluoric acid etching. A first insulating film 505 is formed thereon.
(For example, a silicon dioxide film formed by a chemical vapor deposition method using monosilane and oxygen), the second wiring layer 506 is a poly-Si wiring layer, and the film thickness is It is formed with a thickness of 0.05 μm. A second insulating film 507 (for example, phosphorus silicate glass by a chemical vapor deposition method using monosilane, oxygen, and phosphine) and a film thickness of 0.8 μm are formed thereon. Then, the resist 508 is formed on the first wiring layer 504 as the source / drain regions, and the hole area is 1.0 μm, for example.
A hole having a hole area of, for example, 0.25 μm 2 (hole diameter of 0.5 μm) is patterned on the second wiring layer 506 and a hole of m 2 (hole diameter of 1.0 μm). A hole is formed by anisotropic etching using the patterned resist 508 as a mask.

【0022】上記と同様に図2において、前記ホールの
形成を装置内の圧力を1500mTorr、印加RFパ
ワーの大きさを825W、エッチングプロセスガスをC
430sccmとCHF3 70sccm、チャンバー
温度を−7℃の条件でエッチングを行うと、エッチング
速度が8540.7Å/min(ホール面積が1.0μ
2)と7239.9Å/min(ホール面積が0.2
5μm2)、均一性が5.3%、対ポリSiとの選択比
が13.64であった。
In the same manner as above, in FIG. 2, the formation of the holes is performed by setting the pressure in the apparatus at 1500 mTorr, the magnitude of the applied RF power at 825 W, and the etching process gas at C.
When etching was performed under the conditions of F 4 30 sccm and CHF 3 70 sccm and the chamber temperature of −7 ° C., the etching rate was 8540.7 Å / min (hole area 1.0 μm
m 2 ) and 7239.9Å / min (hole area 0.2
5 μm 2 ), the uniformity was 5.3%, and the selection ratio with respect to poly-Si was 13.64.

【0023】ここで、上記ホール面積を1.0μm2
0.25μm2にしたことから、エッチング速度が85
40.7Å/minと7239.9Å/minの差がで
き、前記第1の配線層504上に形成するホールのオー
バーエッチング量を例えば30%とすると、前記第2の
ポリSi配線層506上に形成するホールのオーバーエ
ッチング量は44%となり、ホール面積が0.64μm
2で同じ時のオーバーエッチング量の63%と比べると
差が小さくなった。また、前記第2のポリSi配線層5
06のエッチング量が387Åとなり、ホール面積が
0.64μm2で同じ時のエッチング量の554Åと比
べると小さくなった。このため、膜厚が薄い前記第2の
配線層へのホール面積を第1の配線層へのホール面積よ
り小さくすることで、エッチング速度を遅くしてオーバ
ーエッチングに対するエッチング量を減らすことができ
るため、第2の配線層を抜けてしまうホール形成を防止
することができる。また、従来シリコン酸化膜をエッチ
ングしているエッチングガスや装置でホール形成を行う
ことができる。
Since the hole areas are 1.0 μm 2 and 0.25 μm 2 , the etching rate is 85%.
If there is a difference between 40.7 Å / min and 7239.9 Å / min, and the over-etching amount of the holes formed on the first wiring layer 504 is, for example, 30%, then on the second poly-Si wiring layer 506. The over-etching amount of the formed hole is 44%, and the hole area is 0.64 μm.
Compared to 63% of the amount of overetching in the case of 2 , the difference was small. In addition, the second poly-Si wiring layer 5
The etching amount of 06 was 387Å, which was smaller than the etching amount of 554Å at the same time when the hole area was 0.64 μm 2 . Therefore, by making the hole area to the second wiring layer having a small film thickness smaller than the hole area to the first wiring layer, it is possible to reduce the etching rate and reduce the etching amount for over etching. Therefore, it is possible to prevent the formation of holes that escape the second wiring layer. In addition, holes can be formed by using an etching gas or a device that conventionally etches a silicon oxide film.

【0024】以上を実施例3の説明とする。The above is the description of the third embodiment.

【0025】また、上記実施例の他、配線層が3層以上
の場合にも適応できる。
In addition to the above embodiment, the present invention can be applied to the case where the number of wiring layers is three or more.

【0026】以上、本発明の実施例を図面に基づいて3
例説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ホール面
積を配線の膜厚で変えることで実現できることは言うま
でもない。
The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings.
I explained an example. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and can be realized by changing the hole area by the film thickness of the wiring.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、以上を説明したように膜厚の
薄い前記第2の配線層へのホール面積を第1の配線層へ
のホール面積より小さくすることで、エッチング速度を
遅くしてオーバーエッチングに対するエッチング量を減
らすことができるため、第2の配線層を抜けてしまうホ
ール形成を防止することができる。また、従来シリコン
酸化膜をエッチングしているエッチングガスや装置でホ
ール形成を行うことができる。
As described above, the present invention reduces the etching rate by making the hole area to the thin second wiring layer smaller than the hole area to the first wiring layer. Since the etching amount for overetching can be reduced, it is possible to prevent the formation of holes that pass through the second wiring layer. In addition, holes can be formed by using an etching gas or a device that conventionally etches a silicon oxide film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts showing a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図3】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図4】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部の断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図5】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置とその製造方法の実施例を
示す要部のグラフ。
FIG. 6 is a main part graph showing an embodiment of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図7】従来の半導体装置とその製造方法を示す要部の
断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of essential parts showing a conventional semiconductor device and a method for manufacturing the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101・・・第1の配線層 102・・・第1の絶縁膜 103・・・第2の配線層 104・・・第2の絶縁膜 105・・・レジスト 201・・・印加電極 202・・・接地電極 203・・・ウエハ 204・・・RF電源 301・・・LOCOS 302・・・酸化膜 303・・・第1の配線層 304・・・ソース・ドレイン領域 305・・・第1の絶縁膜 306・・・第2の配線層 307・・・第2の絶縁膜 308・・・レジスト 401・・・印加電極 402・・・接地電極 403・・・ウエハ 404・・・RF電源 405・・・マイクロ波電源 406・・・マグネットコイル 501・・・LOCOS 502・・・酸化膜 503・・・ゲート電極 504・・・ソース・ドレイン領域、第1の配線層 505・・・第1の絶縁膜 506・・・第2の配線層 507・・・第2の絶縁膜 508・・・レジスト 701・・・第1の配線層 702・・・第1の絶縁膜 703・・・第2の配線層 704・・・第2の絶縁膜 705・・・レジスト 101 ... 1st wiring layer 102 ... 1st insulating film 103 ... 2nd wiring layer 104 ... 2nd insulating film 105 ... Resist 201 ... Applied electrode 202 ... -Grounding electrode 203 ... Wafer 204 ... RF power supply 301 ... LOCOS 302 ... Oxide film 303 ... First wiring layer 304 ... Source / drain region 305 ... First insulation Film 306 ... Second wiring layer 307 ... Second insulating film 308 ... Resist 401 ... Applying electrode 402 ... Ground electrode 403 ... Wafer 404 ... RF power supply 405 ... Microwave power source 406 ... Magnet coil 501 ... LOCOS 502 ... Oxide film 503 ... Gate electrode 504 ... Source / drain region, first wiring layer 505 ... First insulating film 5 06 ... Second wiring layer 507 ... Second insulating film 508 ... Resist 701 ... First wiring layer 702 ... First insulating film 703 ... Second wiring layer 704 ... Second insulating film 705 ... Resist

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された第1の配線
層、前記第1の配線層上に形成された第1の絶縁膜、前
記第1の絶縁膜の上に形成された第2の配線層、前記第
2の配線層上に形成された第2の絶縁膜、前記第1の配
線層上と前記第2の配線層上に形成されたホール、前記
第1の配線層上と前記第2の配線層上に形成されたホー
ルの面積が異なり、前記ホール面積の大きさが前記配線
層の膜厚で異なることを特徴とする半導体装置。
1. A first wiring layer formed on a semiconductor substrate, a first insulating film formed on the first wiring layer, and a second insulating film formed on the first insulating film. A wiring layer, a second insulating film formed on the second wiring layer, holes formed on the first wiring layer and the second wiring layer, on the first wiring layer, and on the first wiring layer A semiconductor device, wherein the areas of the holes formed on the second wiring layer are different, and the size of the hole area is different depending on the film thickness of the wiring layer.
【請求項2】 反応室にガスを導入し、ガスをプラズマ
化し、シリコン酸化膜のエッチングを行うドライエッチ
ング方法において、前記エッチングガスに一般式がCX
Yで表わされるガスと一般式がCXYZで表わされる
ガス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。
2. A dry etching method in which a gas is introduced into a reaction chamber, the gas is turned into plasma, and a silicon oxide film is etched, and the etching gas has a general formula of C X.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a gas represented by F Y and a gas represented by the general formula of C X H Y F Z are used.
【請求項3】 一般式がCXYで表わされるガスとして
CF4を用いることを特徴とする請求項2記載の半導体
装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein CF 4 is used as the gas represented by the general formula of C X F Y.
【請求項4】 一般式がCXYで表わされるガスとして
26を用いることを特徴とする請求項2記載の半導体
装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein C 2 F 6 is used as the gas represented by the general formula of C X F Y.
【請求項5】 一般式がCXYで表わされるガスとして
38を用いることを特徴とする請求項2記載の半導体
装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein C 3 F 8 is used as the gas represented by the general formula of C X F Y.
【請求項6】 一般式がCXYZで表わされるガスと
してCHF3を用いることを特徴とする請求項2記載の
半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein CHF 3 is used as the gas represented by the general formula of C X H Y F Z.
【請求項7】 一般式がCXYZで表わされるガスと
してCH22を用いることを特徴とする請求項2記載の
半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein CH 2 F 2 is used as the gas represented by the general formula of C X H Y F Z.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318124A (en) * 2006-05-11 2007-12-06 Toshiba Corp Via line barrier, and etching stop structure

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