JPH09186144A - 半導体素子のコンタクトホール形成方法 - Google Patents

半導体素子のコンタクトホール形成方法

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JPH09186144A
JPH09186144A JP8335933A JP33593396A JPH09186144A JP H09186144 A JPH09186144 A JP H09186144A JP 8335933 A JP8335933 A JP 8335933A JP 33593396 A JP33593396 A JP 33593396A JP H09186144 A JPH09186144 A JP H09186144A
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contact hole
based gas
oxide film
fluorocarbon
gas
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JP8335933A
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Byon Soku I
ビョン ソク イ
I San Jon
イ サン ジョン
Il Seok Song
イル ソク ソン
Hae Jung Lee
ヘ ジョン イ
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトホールの輪郭(プロフィル)を正
確に制御してコンタクト抵抗の減少および後続工程のマ
ージンを確保すること、またコンタクト蝕刻時に半導体
基板の損傷を最小限に減らして、素子の電気的特性を向
上させることが可能な半導体素子のコンタクトホール形
成方法を提供する。 【解決手段】 コンタクトホールの形成方法は、半導体
基板上に酸化膜を形成する段階、フルオロカーボン系ガ
スとカーボンオキサイド系ガスとの混合ガスを用いて酸
化膜をプラズマ蝕刻する段階とを有する。この際、フル
オロカーボン系ガスに対するカーボンオキサイド系ガス
の比率が0.05ないし20の範囲内となるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造方
法に関するもので、特に酸化膜を選択的に蝕刻して酸化
膜の下部層であるシリコン基板の所定部位を露出させ、
コンタクトホールを形成する際に、その蝕刻手段として
フルオロカーボン系ガスとカーボンオキサイド(carbon
oxide)系ガスとの混合ガスを使用するプラズマ蝕刻(プ
ラズマ・エッチング)を適用した半導体素子のコンタク
トホール形成方法に関する。
【0002】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる韓国特許出願第1995−50877号(1
995年12月16日出願)、韓国特許出願第1995
−50895号(1995年12月16日)の明細書の
記載に基づくものであって、当該韓国特許出願の番号を
参照することによって当該韓国特許出願の明細書の記載
内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【0003】
【従来の技術】従来の半導体素子のコンタクトホール形
成方法を以下説明する。
【0004】図3は、DRAM(ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ)の導電性領域をさらすコンタク
トホールを形成する方法の一例を説明するためのもの
で、(a)および(b)は各工程におけるデバイスの模
式的断面図、(c)は(b)のデバイスのコンタクトホ
ールの輪郭を示す模式的平面図である。
【0005】まずはじめに、図3(a)に示すように、
フィールド酸化膜32をシリコン基板31に形成し、つ
づいてフィールド酸化膜32によって限定されたデバイ
ス形成領域に応じて、ゲート電極33を不図示のゲート
酸化膜を介して形成する。このようにフィールド酸化膜
32によって素子分離がなされたシリコン基板31上に
ゲート33形成工程等により一般的なMOSFET(金
属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)を形成した後、
ビットライン(図示せず)工程を経て、層間酸化膜34
を蒸着し、さらに該層間酸化膜4上にキャパシタ−コン
タクトホールマスクパターン5を形成する。
【0006】つぎに、図3(b)に示すように、コンタ
クトホールマスクパターン35を蝕刻マスクとしてC2
6 またはC38 ,C48 等のフルオロカーボン系
ガスを利用したプラズマで酸化膜34を蝕刻する。その
後、コンタクトホールマスクパターン5を除去する。そ
の結果、図3(c)に示すようなコンタクトホール30
が得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコンタ
クトホール形成方法では、以下のような解決すべき課題
を有する。すなわち、上記フルオロカーボン系ガスを用
いると、蝕刻終了後に露出されたシリコン基板1表面に
損傷部位6が認められる場合がある。それによって、図
3(c)に示す通り、蝕刻されたコンタクトホール30
の側壁部位が皺状の粗面となる。特に、64MDRAM
級以上で0.3μm以下の微細コンタクトホールを形成
する際、フルオロカーボン系ガスによる側壁の損傷に起
因するコンタクトホール側壁の皺状化(コンタクトホー
ルの側壁に凸凹の著しいポリマー壁が形成される)は、
コンタクトホールの輪郭を正確に調節することを困難と
し、またコンタクト抵抗の増大を引き起こし、さらに後
続工程のマージンを減少させる。
【0008】ところで、DRAMでは、情報の蓄積を微
小コンデンサの電荷で行っているため、時間が経つと漏
れ電流で情報が消去されてしまう。これを防ぐため、一
定時間間隔でメモリ内容を書き直す必要がある(リフレ
ッシュ)。したがって、漏れ電流を極力少なくすること
が好ましい。しかし、上記構成では、シリコン基板の損
傷部位はキャパシタ誘電層、例えばONO(Oxide Nitri
de Oxide) 層の漏れ電流を増加させ、リフレッシュ時間
を減少させる等、素子の電気的特性を悪化させる。
【0009】したがって、本発明の目的は、コンタクト
ホールの輪郭(プロフィル)を正確に制御してコンタク
ト抵抗の減少および後続工程のマージンを確保するため
の半導体素子のコンタクトホール形成方法を提供するこ
とにある。
【0010】本発明の別の目的は、コンタクトホールを
プラズマ蝕刻によって形成する際に半導体基板の損傷を
最小限に減らして、素子の電気的特性を向上させる半導
体素子のコンタクトホール形成方法を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、半導体素子のコンタクトホール形成方法に
おいて、半導体基板上に酸化膜を形成する段階と、フル
オロカーボン系ガスとカーボンオキサイド系ガスとの混
合ガスを用いて酸化膜をプラズマ蝕刻する段階とを有す
ることを特徴とする。
【0012】好ましくは、上記混合ガス中の上記フルオ
ロカーボン系ガスに対する上記カーボンオキサイド系ガ
スの比率は、0.05ないし20とし、さらに好ましく
は上記フルオロカーボン系ガスのフッ素に対する炭素の
組成比は1:3以下とする。
【0013】好ましくは上記フルオロカーボン系ガス
は、C26 ,C38 、およびC48 からなる群か
ら選択される少なくとも一種類のガスからなる。
【0014】また、好ましくは上記カーボンオキサイド
系ガスは、COおよびCO2 からなる群から選択される
一種類のガスである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
もとづく半導体素子のコンタクトホール形成方法の一実
施形態例を詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施形態例によるコン
タクトホール形成方法を説明するためのものであって、
(a)はデバイスの模式的断面図、(b)は(a)のデ
バイスに形成されたコンタクトホールの模式的平面図で
ある。
【0017】本発明は、まずはじめに、図3(a)と同
様に、フィールド酸化膜2をシリコン基板1に形成し、
つづいてフィールド酸化膜2によって限定されたデバイ
ス形成領域に応じて、ゲート電極3を不図示のゲート酸
化膜を介して形成する。このようにフィールド酸化膜2
によって素子分離がなるシリコン基板1上にゲート3形
成工程等により一般的なMOSFET(金属酸化膜半導
体電界効果トランジスタ)を形成した後、ビットライン
(図示せず)工程を経て、層間酸化膜4を蒸着し、さら
に該層間酸化膜4上にキャパシタ−コンタクトホールマ
スクパターン(不図示)を形成する。つづいて、このマ
スクを介して、酸化膜4を選択的に蝕刻してコンタクト
ホールを形成する(図1(a))。
【0018】本実施形態例では、図3に示した従来例と
は異なる蝕刻ガスの構成とした。すなわち、本発明はC
26 ,C38 およびC48 等のような従来のフル
オロカーボン系ガスに、COまたはCO2 のようなカー
ボンオキサイド系ガスを添加した混合ガスのプラズマで
酸化膜4を乾式蝕刻する。この際、フルオロカーボン系
ガスに対するカーボンオキサイド系ガスの比率は、0.
05〜20とする。また、フッ素に対するカーボンの組
成比を1:3以下とする。
【0019】このように、カーボンオキサイド系ガスと
フルオロカーボン系ガスとの混合ガスによるプラズマ蝕
刻は、シリコン基板に対する物理的な影響力が小さいた
め、シリコン基板の損傷が従来ものものに比べて著しく
低下させる。その結果、コンタクトホールの側壁に凸凹
の著しいポリマー壁が形成されることがなくなるため、
輪郭を正確に制御することが可能となる。コンタクトホ
ール10の輪郭がはっきりした状態を図1(b)に示
す。
【0020】ここで、従来の方法によって得られたDR
AMセルと本願発明にもとづいて得られたDRAMセル
との電気的特性を検討する。図2は両者のリフレッシュ
特性を比較した結果を示すもので、図中、Aは従来の方
法、Bは本発明の方法を示す。図から明らかなように、
本発明によるコンタクトホール形成方法を適用したDR
AMセルのリフレッシュ時間は、従来のコンタクトホー
ル形成方法を適用したDRAMセルのリフレッシュ時間
よりも、少なくとも3倍以上長い。このことから、本発
明にもとづくコンタクトホール形成方法は、従来のもの
にくらべて優れた特性を提供することが明らかである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コンタ
クトホールの輪郭を正確に制御してコンタクト抵抗の減
少および後続工程のマージを確保することができ、コン
タクト蝕刻時に半導体基板の損傷を最小限に減らし、D
RAMのリフレッシュ時間の向上等、素子の電気的特性
の向上を達成する。さらに、損傷部位を除去するための
追加クリーニング工程が不要であるため、工程の単純化
をもたらす効果がある。
【0022】本発明は、上記の実施例に限定されなく、
本発明の技術的思想内で当分野の通常的知識を有する者
により多くの変形が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にもとづくコンタクトホール形成方法の
一例を説明するためのもので、(a)はデバイスの断面
図、(b)は(a)のデバイスに設けられたコンタクト
ホールの平面図である。
【図2】本発明にもとづくコンタクトホール形成方法を
適用した場合と、従来の方法を適用した場合とのDRA
Mにおけるリフレッシュ時間の違いを説明するための棒
グラフである。
【図3】本発明にもとづくコンタクトホール形成方法の
一例を説明するためのもので、(a)および(b)はデ
バイスの断面図、(c)は(a)のデバイスに設けられ
たコンタクトホールの平面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 酸化膜 3 ゲート 4 層間酸化膜 10 コンタクトホール 31 シリコン基板 32 酸化膜 33 ゲート 34 層間酸化膜 30 コンタクトホール
フロントページの続き (72)発明者 ジョン イ サン 大韓民国 キュンキド イチョンクン ブ バリウム アミ−リ サン 136−1 ヒ ュンダイ エレクトロニクス インダスト リーズ カムパニー リミテッド内 (72)発明者 ソン イル ソク 大韓民国 キュンキド イチョンクン ブ バリウム アミ−リ サン 136−1 ヒ ュンダイ エレクトロニクス インダスト リーズ カムパニー リミテッド内 (72)発明者 イ ヘ ジョン 大韓民国 キュンキド イチョンクン ブ バリウム アミ−リ サン 136−1 ヒ ュンダイ エレクトロニクス インダスト リーズ カムパニー リミテッド内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子のコンタクトホール形成方法
    において、 半導体基板上に酸化膜を形成する段階と、 フルオロカーボン系ガスとカーボンオキサイド系ガスと
    の混合ガスを用いて前記酸化膜をプラズマ蝕刻する段階
    とを、 有することを特徴とする半導体素子のコンタクトホール
    形成方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記混
    合ガス中の前記フルオロカーボン系ガスに対する前記カ
    ーボンオキサイド系ガスの比率は、0.05ないし20
    であることを特徴とする半導体素子のコンタクトホール
    形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の方法であって、 前記フルオロカーボン系ガスのフッ素に対する炭素の組
    成比は1:3以下であることを特徴とする半導体素子の
    コンタクトホール形成方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項に記載
    の方法であって、 前記フルオロカーボン系ガスは、C26 ,C38
    およびC48 からなる群から選択される少なくとも一
    種類のガスからなることを特徴とする半導体素子のコン
    タクトホール形成方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか一項に記載
    の方法であって、 前記カーボンオキサイド系ガスは、COおよびCO2
    らなる群から選択される一種類のガスであることを特徴
    とする半導体素子のコンタクトホール形成方法。
JP8335933A 1995-12-16 1996-12-16 半導体素子のコンタクトホール形成方法 Pending JPH09186144A (ja)

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KR1019950050877A KR100226216B1 (ko) 1995-12-16 1995-12-16 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법
KR1995-50895 1995-12-16
KR1995-50877 1995-12-16
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DE (1) DE19651776A1 (ja)
GB (1) GB2308232A (ja)
TW (1) TW348296B (ja)

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TW348296B (en) 1998-12-21
GB2308232A (en) 1997-06-18
GB9626111D0 (en) 1997-02-05
DE19651776A1 (de) 1997-06-19

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