JPH10154752A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH10154752A
JPH10154752A JP31055896A JP31055896A JPH10154752A JP H10154752 A JPH10154752 A JP H10154752A JP 31055896 A JP31055896 A JP 31055896A JP 31055896 A JP31055896 A JP 31055896A JP H10154752 A JPH10154752 A JP H10154752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
connection hole
diameter
insulating film
shallow
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.)
Pending
Application number
JP31055896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiko Kuroda
隆彦 黒田
Yoshikazu Ueno
嘉一 上野
Mitsugi Irinoda
貢 入野田
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co 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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP31055896A priority Critical patent/JPH10154752A/en
Publication of JPH10154752A publication Critical patent/JPH10154752A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control damages to a shallow connection hole at etching, for improved reliability in a semiconductor device. SOLUTION: Relating to the method, an inter-layer insulation film 104 is formed on a semiconductor substrate 101, and connection holes 105a and 105b of different depth which are electrically connected to a metal wiring layer 108 formed on the inter-layer insulation film 104 are simultaneously formed on the inter-layer insulation film 104 by dry-etching. The diameter of a shallow connection hole 105a is that of connection hole which causes an etching stop, with the diameter of deep connection hole 105b at least larger than that of the shallow connection hole while being the diameter of connection hole not causing etching stop, etching is performed number etching stop condition to form connection holes 105a and 105b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法に関し、より詳しくは、接続孔の形成方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a connection hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体装置の製造は一般的に次の
ように行われている。まず、図6に示すように、シリコ
ン基板201の活性領域上及びにLOCOS酸化法によ
り形成された素子分離層202上にそれぞれゲート電極
203が設けられ、このゲート電極203をマスクとし
て、ソース、ドレイン領域を形成した後、層間絶縁膜2
04を設ける。この層間絶縁膜204上に設けられる配
線と接続するための接続孔を設けるために、フォトレジ
ストマスク206を用いて、接続孔205a、205b
をドライエッチングなどにより形成している。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices are generally manufactured as follows. First, as shown in FIG. 6, a gate electrode 203 is provided on an active region of a silicon substrate 201 and on an element isolation layer 202 formed by a LOCOS oxidation method, respectively. After forming the region, the interlayer insulating film 2
04 is provided. In order to provide a connection hole for connecting to a wiring provided on the interlayer insulating film 204, the connection holes 205a and 205b are formed using a photoresist mask 206.
Is formed by dry etching or the like.

【0003】ところで、基板201と素子分離層202
とは段差があるので、素子分離層202上に設けられた
ゲート電極203上に設けられる接続孔205aと基板
201上に設けられる接続孔205bとはその接続孔の
深さが異なる。
A substrate 201 and an element isolation layer 202
Since there is a step, the connection hole 205a provided on the gate electrode 203 provided on the element isolation layer 202 and the connection hole 205b provided on the substrate 201 are different in the depth of the connection hole.

【0004】従来、深さの異なる微細接続孔205a、
205bを同時に形成する場合、最も深い接続孔205
bの深さ207bにあわせてエッチングが行なわれてい
る。このため、図6に示すように、深さ207aが浅い
接続孔205aでは、下地ゲート電極層203が露出し
た後も深い接続孔205bとの差分だけ余分にプラズマ
に曝され、帯電によるダメージやエッチャントによるイ
オン照射ダメージが生じる。
Conventionally, fine connection holes 205a having different depths have been used.
When the holes 205b are formed at the same time,
The etching is performed according to the depth 207b of b. For this reason, as shown in FIG. 6, in the connection hole 205a having a shallow depth 207a, even after the underlying gate electrode layer 203 is exposed, the connection hole 205a is exposed to extra plasma by a difference from the deep connection hole 205b, thereby causing damage due to charging and etchant. Ion irradiation damage is caused.

【0005】特に、例えばCMP(化学機械的研磨)を
用いて平坦化された層間絶縁膜204では、浅い接続孔
205aの深さ207aと深い接続孔205bの深さ2
07bの差は、2倍以上あるため、下地に与えるダメー
ジの影響は深刻であり、半導体装置の信頼性を劣化させ
る原因にもなる。
In particular, in the interlayer insulating film 204 planarized by, for example, CMP (chemical mechanical polishing), the depth 207a of the shallow connection hole 205a and the depth 2 of the deep connection hole 205b
Since the difference of 07b is twice or more, the influence of the damage to the base is serious, which also causes the reliability of the semiconductor device to deteriorate.

【0006】また、図7に示すように、接続孔のエッチ
ング時の下地ゲート電極膜203と絶縁膜204のエッ
チレート選択比が小さいと浅い接続孔205aの下のゲ
ート電極膜203はエッチング時にゲート電極203が
削られ、ひどい場合は貫通し不良となる。微細化に伴い
下地ゲート電極203の膜厚が薄膜化するほどこの影響
は顕著になる。
As shown in FIG. 7, when the etch rate selectivity between the underlying gate electrode film 203 and the insulating film 204 at the time of etching the connection hole is small, the gate electrode film 203 below the shallow connection hole 205a is not gated at the time of etching. The electrode 203 is scraped, and if it is severe, it penetrates and becomes defective. This effect becomes more remarkable as the thickness of the underlying gate electrode 203 becomes thinner with miniaturization.

【0007】そこで、層間絶縁膜の厚さが異なる箇所に
接続孔を同時に形成する場合に、上記したオーバーエッ
チングの問題を無くすために、シリコン半導体基板上に
形成された第1の層間絶縁膜にエッチング選択性の異な
る絶縁膜(窒化シリコン膜)をエッチングストッパーと
して用いることが提案されている。例えば、特開平5−
13434号公報、特開平3−78227号公報、特開
平3−187220号公報、特開平5−243520号
公報、特開平6−151352号公報、特開平7−22
1194号公報など色々な方法が提案されている。
In order to eliminate the above-mentioned problem of over-etching when connecting holes are simultaneously formed in portions having different thicknesses of the interlayer insulating film, the first interlayer insulating film formed on the silicon semiconductor substrate has It has been proposed to use an insulating film (silicon nitride film) having different etching selectivity as an etching stopper. For example, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-13434, JP-A-3-78227, JP-A-3-187220, JP-A-5-243520, JP-A-6-151352, JP-A-7-22
Various methods have been proposed, such as Japanese Patent No. 1194.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、エッチングレートが異なる膜を層間絶縁膜に
挟み込み、エッチングストッパーとして用いる場合に
は、層間絶縁膜の成膜工程が複雑になり、またエッチン
グ工程も数ステップの処理が必要となるなどの難点があ
った。
However, as described above, when films having different etching rates are sandwiched between interlayer insulating films and used as an etching stopper, the process of forming the interlayer insulating film becomes complicated, and the etching process becomes difficult. The process also has the disadvantage that several steps of processing are required.

【0009】この発明は、上記に示したエッチングでの
浅い接続孔へのダメージを制御させることができ、半導
体装置の信頼性を向上させることを目的としている。
It is an object of the present invention to control damage to a shallow connection hole due to the above-described etching, and to improve the reliability of a semiconductor device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
上に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に形成され
る金属配線層と電気的接続を行う深さの異なる接続孔を
前記層間絶縁膜にドライエッチングにより同時に形成す
る半導体装置の製造方法において、浅い接続孔の径をエ
ッチングトップを起こす接続孔の径とし、深い接続孔の
径は、少なくとも浅い接続孔の径よりも大きい径でエッ
チングストップを起こさない接続孔の径とし、エッチン
グストップ条件でエッチングを行い接続孔を形成するこ
とを特徴とする。
According to the present invention, an interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate, and connection holes having different depths for electrically connecting to a metal wiring layer formed on the interlayer insulating film are formed. In a method of manufacturing a semiconductor device in which an interlayer insulating film is simultaneously formed by dry etching, a diameter of a shallow connection hole is defined as a diameter of a connection hole causing an etching top, and a diameter of a deep connection hole is at least larger than a diameter of the shallow connection hole. The diameter of the connection hole does not cause an etching stop, and etching is performed under the etching stop condition to form a connection hole.

【0011】前記深い接続孔の径は、浅い接続孔の径よ
り少なくとも0.05μm以上大きくすることを特徴と
する。
The diameter of the deep connection hole is at least 0.05 μm larger than the diameter of the shallow connection hole.

【0012】また、この発明は、前記エッチングストッ
プ条件は、ある接続孔の径より小さい所望の深さでエッ
チングがストップし、ある接続孔の径より大きいの接続
孔の径では、エッチングが進行し続けるように制御す
る。
Further, according to the present invention, in the etching stop condition, the etching is stopped at a desired depth smaller than the diameter of a certain connection hole, and the etching is advanced at a diameter of the connection hole larger than a certain connection hole. Control to continue.

【0013】さらに、前記エッチングストップ条件は、
エッチングストップを伴う浅い接続孔では、下地導電層
が露出しない深さでエッチングがストップするように制
御する。
Further, the etching stop condition is as follows:
In a shallow connection hole accompanied by an etching stop, the etching is controlled so as to stop at a depth where the underlying conductive layer is not exposed.

【0014】また、この発明は、浅い接続孔では、下地
導電層が露出しない深さでエッチングがストップする条
件で接続孔をエッチング後、各接続孔径でエッチングス
トップを起こさない条件で浅い接続孔に残存した絶縁膜
を下地導電層が露出するまでエッチングするように制御
すればよい。
Further, according to the present invention, in the case of a shallow connection hole, after the connection hole is etched under the condition that the etching stops at a depth where the underlying conductive layer is not exposed, the connection hole is formed under the condition that the etching stop does not occur at each connection hole diameter. The remaining insulating film may be controlled so as to be etched until the underlying conductive layer is exposed.

【0015】この発明におけるエッチングは、用いるエ
ッチングガス種の混合比によりエッチングストップ条件
を制御することを特徴とする。
The etching in the present invention is characterized in that the etching stop condition is controlled by the mixing ratio of the kind of etching gas used.

【0016】この発明は、エッチングガス種として、C
F系のガスを含むものを用いるとよい。
According to the present invention, the etching gas species is C
It is preferable to use a gas containing an F-based gas.

【0017】また、この発明は、エッチングガス種とし
て、半導体装置に堆積した炭素を含む物質と反応し、蒸
気圧の高い反応生成物を生成するガス種を少なくとも含
むものを用いるとよい。
In the present invention, it is preferable to use, as the etching gas species, at least a gas species which reacts with a substance containing carbon deposited on the semiconductor device and generates a reaction product having a high vapor pressure.

【0018】さらに、この発明は、前記エッチングガス
種に酸素を用いるとよい。
Further, in the present invention, it is preferable to use oxygen as the etching gas species.

【0019】また、この発明のおける前記エッチング
は、操作圧力によりエッチングストップ条件を制御する
ことができる。
Further, in the etching according to the present invention, etching stop conditions can be controlled by operating pressure.

【0020】また、この発明は、同じエッチング条件下
で総体的にエッチングレートの小さい第1の絶縁膜を半
導体体基板上に堆積させ、この第1の絶縁膜上に相対的
にエッチレートの大きい第2の絶縁膜を堆積させるよう
に構成するとよい。
Further, according to the present invention, a first insulating film having a generally low etching rate is deposited on a semiconductor substrate under the same etching conditions, and a relatively high etching rate is formed on the first insulating film. It is preferable that the second insulating film be deposited.

【0021】前記第1の絶縁膜を窒化シリコン膜、第2
の絶縁膜を酸化シリコン膜で構成するとよい。
The first insulating film is a silicon nitride film,
Preferably, the insulating film is made of a silicon oxide film.

【0022】上記の構成によれば、深い接続孔は、接続
孔径が浅い接続孔径に比べ大きいため、微細化に伴い接
続孔とゲート電極の間隔が狭くなると写真製版時のアラ
インメントずれによりゲート電極と接続孔の短絡が生じ
る場合がある。
According to the above configuration, since the diameter of the deep connection hole is larger than the diameter of the shallow connection hole, if the distance between the connection hole and the gate electrode is reduced due to miniaturization, the gap between the gate electrode and the gate electrode is reduced due to misalignment during photolithography. A short circuit of the connection hole may occur.

【0023】そこで、層間絶縁膜の第1層目にエッチン
グストッパーを堆積させることにより、エッチング時に
おける微細接続孔とゲート電極の短絡を防ぐことができ
る。
Therefore, by depositing an etching stopper on the first layer of the interlayer insulating film, a short circuit between the fine connection hole and the gate electrode during etching can be prevented.

【0024】上記したように、この発明は、エッチング
条件のみの制御でオーバーエッチングの問題点を解決で
きるため、コスト及び製造工期が短縮できる。
As described above, the present invention can solve the problem of over-etching by controlling only the etching conditions, so that the cost and the manufacturing period can be reduced.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面に従い説明する。図1はこの発明の第1の実施の
形態を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【0026】図1に示すように、半導体基板101上に
周知のLOCOS法により厚さ450nmのシリコン酸
化膜からなる素子分離層102が形成され、厚さ8nm
のシリコン酸化膜と厚さ300nmのポリシリコンから
なる積層構造のゲート電極103が半導体基板101の
活性領域及び素子分離層102上にそれぞれ設けられ
る。このゲート電極103上にTEOS(テトラエチル
オルソシリケート)、O 3を原料としたCVD法により
BPSGとNSG膜の積層膜からなる厚さ800nmの
層間絶縁膜104が形成される。この層間絶縁膜104
は、熱処理のリフローで平坦化されている。
As shown in FIG. 1, on a semiconductor substrate 101,
Silicon acid of 450 nm thickness by the well-known LOCOS method
An element isolation layer 102 made of an oxide film is formed, and has a thickness of 8 nm.
Silicon oxide film and 300nm thick polysilicon
Of the semiconductor substrate 101
Provided on the active region and the element isolation layer 102, respectively.
You. TEOS (tetraethyl) is formed on the gate electrode 103.
Orthosilicate), O ThreeBy CVD method using
800 nm thick composed of a laminated film of BPSG and NSG film
An interlayer insulating film 104 is formed. This interlayer insulating film 104
Are flattened by reflow of heat treatment.

【0027】この層間絶縁膜104は平坦化されている
ため、素子分離層102上に設けられたゲート電極10
3上の浅い接続孔105aの深さ107aは、半導体基
板101上の深い接続孔105bの深さ107bより浅
くなる。
Since the interlayer insulating film 104 is flattened, the gate electrode 10 provided on the element isolation layer 102
3, the depth 107a of the shallow connection hole 105a is smaller than the depth 107b of the deep connection hole 105b on the semiconductor substrate 101.

【0028】図1(c)に示すように、層間絶縁膜10
4上に設けられる金属配線108とゲート電極103及
び半導体基板101とを電気的に導通させるために、層
間絶縁膜104上にフォトレジストマスク106を設け
て、ドライエッチングにより、層間絶縁膜104に接続
孔105a、105bを形成する必要がある。
As shown in FIG. 1C, the interlayer insulating film 10
A photoresist mask 106 is provided on the interlayer insulating film 104 and electrically connected to the interlayer insulating film 104 by dry etching in order to electrically connect the metal wiring 108 provided on the substrate 4 to the gate electrode 103 and the semiconductor substrate 101. Holes 105a and 105b need to be formed.

【0029】層間絶縁膜104の素子分離層102上に
設けられたゲート電極103上に微細接続孔105aと
半導体基板101上に微細接続孔105bをドライエッ
チングにより同時に形成する。このとき、ゲート電極1
03上の微細接続孔105aは、図2、図3に示すエッ
チングストップが起こる接続孔の径Dより小さい微細接
続孔径D1とし、半導体基板101上の微細接続孔10
5bは、エッチングストップが起こる接続孔の径Dより
大きい微細接続孔径D2とする。この接続径D2の接続
孔105bはエッチングストップが起こらない。
A fine connection hole 105a is formed simultaneously on the gate electrode 103 provided on the element isolation layer 102 of the interlayer insulating film 104 and a fine connection hole 105b on the semiconductor substrate 101 by dry etching. At this time, the gate electrode 1
The fine connection hole 105a on the semiconductor substrate 101 has a fine connection hole diameter D1 smaller than the diameter D of the connection hole where the etching stop occurs, as shown in FIGS.
5b is a fine connection hole diameter D2 larger than the connection hole diameter D at which the etching stop occurs. The etching stop does not occur in the connection hole 105b having the connection diameter D2.

【0030】例えば、接続孔105aの径D1は、0.
35μm、接続孔105bの径D2は、0.40μmと
する。ここで、エッチングストップ深さEDは、図3示
すように、エッチング条件の酸素流量または操作圧力を
制御することにより任意の深さに制御できる。例えば、
Aのエッチングストップの深さの場合には条件A、Bの
エッチングストップの深さの場合には条件B、Cのエッ
チングストップの深さの場合には条件Cというように、
それぞれの条件によりエッチングすればよい。
For example, the diameter D1 of the connection hole 105a is set to 0.
The diameter D2 of the connection hole 105b is set to 0.40 μm. Here, as shown in FIG. 3, the etching stop depth ED can be controlled to an arbitrary depth by controlling the oxygen flow rate or the operating pressure under the etching conditions. For example,
Condition A for the etching stop depth of A, condition B for the etching stop depth of B, condition C for the etching stop depth of C, and so on.
Etching may be performed under each condition.

【0031】例えば、図1(a)に示すように、エッチ
ングストップ深さEDが微細接続孔105aの深さ10
5bより深い場合は、深い微細接続孔105bの層間絶
縁膜104が完全にエッチングされ、半導体基板101
が露出した時点にエッチングを完了する。
For example, as shown in FIG. 1A, the etching stop depth ED is equal to the depth 10 of the fine connection hole 105a.
5b, the interlayer insulating film 104 in the deep fine connection hole 105b is completely etched, and the semiconductor substrate 101
Etching is completed when is exposed.

【0032】また、図1(b)に示すように、エッチン
グストップ深さEDが微細接続孔105aの深さ107
aより浅い場合は、エッチングの第1ステップとして、
深い微細接続孔105bの層間絶縁膜104が完全にエ
ッチングされ半導体基板101が露出するまでエッチン
グを行い、第2ステップとして、微細接続孔径で105
aもエッチングストップを起こさない図4に示すような
エッチング条件に切り替え、微細接続孔105a中に残
存している層間絶縁膜104をエッチングする。
As shown in FIG. 1B, the etching stop depth ED is equal to the depth 107 of the fine connection hole 105a.
If it is shallower than a, as the first step of etching,
Etching is performed until the interlayer insulating film 104 in the deep fine connection hole 105b is completely etched and the semiconductor substrate 101 is exposed.
The etching condition is switched to an etching condition as shown in FIG. 4, which does not cause the etching stop, and the interlayer insulating film 104 remaining in the fine connection hole 105a is etched.

【0033】ここで、エッチングストップを起こすエッ
チングの例としては、例えば、マグネトロンRIE(反
応性イオンエッチング)で、反応ガスとして、C48
COとArとO2との混合ガス系を用い、O2流量を制御
し、このO2流量を減少させることによりエッチングス
トップ特性が生じるようになる。また、操作圧力を上昇
させることでもエッチングストップ特性を生じさせるこ
とができる。
Here, as an example of the etching that causes an etching stop, for example, magnetron RIE (reactive ion etching) using a mixed gas system of C 4 F 8 , CO, Ar, and O 2 as a reactive gas. , O 2 flow rate, and decreasing the O 2 flow rate causes an etching stop characteristic. Also, the etching stop characteristic can be generated by increasing the operation pressure.

【0034】具体例の一つとして、操作圧力40mTo
rr、RFパワー1500W、C48を25sccm、
COを25sccm、Arを100sccmでO2流量
が16sccm以下でエッチングストップが生じる。
As one specific example, the operating pressure is 40 mTo
rr, RF power 1500 W, C 4 F 8 25 sccm,
Etching stop occurs when CO is 25 sccm, Ar is 100 sccm, and O 2 flow rate is 16 sccm or less.

【0035】また、RFパワー1500W、C48を1
8sccm、COを300sccm、Arを400sc
cm、O2を1sccmで操作圧力が40mTorr以
上でエッチングストップが生じる。
Further, the RF power is 1500 W and C 4 F 8 is 1
8 sccm, CO 300 sccm, Ar 400 sc
Etching stop occurs when the operating pressure is 40 mTorr or more at 1 cm / cm 2 and 1 sccm.

【0036】図5に従いこの発明の第2の実施の形態に
つき説明する。
Referring to FIG. 5, a second embodiment of the present invention will be described.

【0037】第1の実施の形態と同様に半導体基板10
1上に厚さ450nmのシリコン酸化膜からなる素子分
離層102を形成し、基板101の活性領域上及び素子
分離層102上に厚さ8nmのシリコン酸化膜からなる
ゲート酸化膜と厚さ300nmのポリシリコンからなる
積層構造のゲート電極103をそれぞれ形成する。
As in the case of the first embodiment, the semiconductor substrate 10
An element isolation layer 102 made of a silicon oxide film having a thickness of 450 nm is formed on the substrate 1, and a gate oxide film made of a silicon oxide film having a thickness of 8 nm is formed on the active region of the substrate 101 and the element isolation layer 102. A gate electrode 103 having a laminated structure made of polysilicon is formed.

【0038】次に、CVD法により厚さ100nmの窒
化シリコン膜109を堆積させ、CVD法により形成さ
れるBPSG膜110を形成し、熱処理のリフローで平
坦化し、厚さ700nmの層間絶縁膜104を形成す
る。この時、層間絶縁膜104が平坦化されているた
め、層間絶縁層102上のゲート電極103上の厚さ
(107a)は、半導体基板101上の厚さ(107
b)より薄くなる。
Next, a silicon nitride film 109 having a thickness of 100 nm is deposited by the CVD method, a BPSG film 110 formed by the CVD method is formed, and the BPSG film 110 is flattened by a reflow of heat treatment, and an interlayer insulating film 104 having a thickness of 700 nm is formed. Form. At this time, since the interlayer insulating film 104 is flattened, the thickness (107a) on the gate electrode 103 on the interlayer insulating layer 102 becomes smaller than the thickness (107a) on the semiconductor substrate 101.
b) Thinner.

【0039】第1の実施の形態と同様、金属配線108
とゲート電極103及び半導体基板101とを電気的に
導通させるため、層間絶縁膜104のゲート電極103
上に微細接続孔105aと半導体基板101上に微細接
続孔105bをドライエッチングにより形成する。
As in the first embodiment, the metal wiring 108
The gate electrode 103 of the interlayer insulating film 104 is electrically connected to the gate electrode 103 and the semiconductor substrate 101.
A fine connection hole 105a is formed thereon and a fine connection hole 105b is formed on the semiconductor substrate 101 by dry etching.

【0040】このとき、ゲート電極103上の微細接続
孔105aは、図2、図3に示すエッチングストップが
起こる孔径Dより小さい微細接続孔径D1とし、半導体
基板101上の微細接続孔D2はエッチングストップの
起こらない微細接続孔径をDより大きくする。
At this time, the fine connection hole 105a on the gate electrode 103 has a fine connection hole diameter D1 smaller than the hole diameter D at which the etching stop occurs, as shown in FIGS. 2 and 3, and the fine connection hole D2 on the semiconductor substrate 101 has the etching stop. The diameter of the fine connection hole where no occurrence occurs is made larger than D.

【0041】上記の第1の実施の形態と同様、ゲート電
極103上の微細接続孔105aの径D1でエッチング
ストップが起こるエッチング条件でエッチングを行い微
細接続孔105bの層間絶縁膜104が完全にエッチン
グされるまでエッチングする。このエッチングは、ま
ず、図5(a)に示すように、エッチングの第1ステッ
プとして、BPSG膜110の完全にエッチングされ、
窒化シリコン膜104が露出するまでエッチングを行
い、続いて図5(b)に示すように、第2ステップとし
て、窒化シリコン膜104をエッチングする。
As in the first embodiment, the etching is performed under the etching condition in which the etching stops at the diameter D1 of the fine connection hole 105a on the gate electrode 103, and the interlayer insulating film 104 in the fine connection hole 105b is completely etched. Etch until done. In this etching, first, as shown in FIG. 5A, as the first step of the etching, the BPSG film 110 is completely etched.
The etching is performed until the silicon nitride film 104 is exposed, and then, as shown in FIG. 5B, the silicon nitride film 104 is etched as a second step.

【0042】このとき、エッチングストップ深さは、層
間絶縁膜104の下層に窒化シリコン膜109がある
為、微細接続孔105aの深さ程度までで十分であり、
また、微細接続孔105a内で層間絶縁膜104が残存
しないエッチング深さに設定する。
At this time, since the silicon nitride film 109 is provided below the interlayer insulating film 104, the etching stop depth is sufficient up to the depth of the fine connection hole 105a.
The etching depth is set so that the interlayer insulating film 104 does not remain in the fine connection hole 105a.

【0043】上記したように、深い接続孔105bは、
接続孔径が浅い接続孔径105aに比べ大きいため、微
細化に伴い接続孔105bとゲート電極103の間隔が
狭くなると写真製版時のアラインメントずれによりゲー
ト電極103と接続孔105bの短絡が生じる場合があ
る。
As described above, the deep connection hole 105b
Since the connection hole diameter is larger than the shallow connection hole diameter 105a, if the distance between the connection hole 105b and the gate electrode 103 is reduced with miniaturization, a short circuit between the gate electrode 103 and the connection hole 105b may occur due to misalignment during photolithography.

【0044】そこで、この第2の実施の形態では、層間
絶縁膜104の第1層目にエッチングストッパーとして
窒化シリコン膜109を堆積させることにより、エッチ
ング時における微細接続孔105bとゲート電極103
の短絡を防ぐことができる。
In the second embodiment, the silicon nitride film 109 is deposited on the first layer of the interlayer insulating film 104 as an etching stopper, so that the fine connection hole 105b and the gate electrode 103 during etching are formed.
Short circuit can be prevented.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、微細接続孔が所定のエッチング深さ以上エッチング
されないため、浅い接続孔のオーバーエッチ量を小さく
でき、オーバーエッチの問題を無くし、半導体装置の信
頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, since the fine connection hole is not etched beyond the predetermined etching depth, the amount of overetch of the shallow connection hole can be reduced, and the problem of overetch can be eliminated. The reliability of the device can be improved.

【0046】従来、エッチングによるオーバーエッチン
グの問題を解決する手段として、絶縁膜にエッチングレ
ートが異なる膜を層間絶縁膜に用いて、エッチングスト
ッパーとしていたが、層間絶縁膜の成膜工程が複雑にな
り、またエッチング工程も数ステップの処理が必要とな
っていた。これに対して、この発明によれば、エッチン
グ条件のみの制御でオーバーエッチングの問題点を解決
できるため、製造工期が短縮できる。
Conventionally, as a means for solving the problem of over-etching due to etching, a film having a different etching rate is used as an insulating film as an interlayer insulating film and used as an etching stopper. However, the process of forming the interlayer insulating film becomes complicated. In addition, the etching process also requires several steps of processing. On the other hand, according to the present invention, the problem of over-etching can be solved by controlling only the etching conditions, so that the manufacturing period can be shortened.

【0047】また、層間絶縁膜の第1層目にエッチング
ストッパーとして窒化シリコン膜を堆積させることで、
微細化によるアライメントずれ、微細接続孔とゲート電
極の短絡を防ぐことができる。
Further, by depositing a silicon nitride film as an etching stopper on the first layer of the interlayer insulating film,
It is possible to prevent misalignment due to miniaturization and short circuit between the fine connection hole and the gate electrode.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】エッチング時間とエッチング深さの関係を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an etching time and an etching depth.

【図3】エッチング時間とエッチング深さの関係を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an etching time and an etching depth.

【図4】エッチング時間とエッチング深さの関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an etching time and an etching depth.

【図5】この発明の第2の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図6】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体基板 102 素子分離層 103 ゲート電極 104 層間絶縁膜 105a 接続孔 105b 接続孔 Reference Signs List 101 semiconductor substrate 102 element isolation layer 103 gate electrode 104 interlayer insulating film 105a connection hole 105b connection hole

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成し、こ
の層間絶縁膜上に形成される金属配線層と電気的接続を
行う深さの異なる接続孔を前記層間絶縁膜にドライエッ
チングにより同時に形成する半導体装置の製造方法にお
いて、浅い接続孔の径をエッチングトップを起こす接続
孔の径とし、深い接続孔の径は、少なくとも浅い接続孔
の径よりも大きい径でエッチングストップを起こさない
接続孔の径とし、エッチングストップ条件でエッチング
を行い接続孔を形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
An interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate, and connection holes having different depths for making electrical connection with a metal wiring layer formed on the interlayer insulating film are simultaneously formed in the interlayer insulating film by dry etching. In the method of manufacturing a semiconductor device to be formed, the diameter of a shallow connection hole is defined as the diameter of a connection hole that causes etching top, and the diameter of a deep connection hole is at least larger than the diameter of the shallow connection hole and does not cause etching stop. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein etching is performed under an etching stop condition to form a connection hole.
【請求項2】 前記深い接続孔の径は、浅い接続孔の径
より少なくとも0.05μm以上大きいことを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the diameter of the deep connection hole is at least 0.05 μm larger than the diameter of the shallow connection hole.
【請求項3】 前記エッチングストップ条件は、ある接
続孔の径より小さい所望の深さでエッチングがストップ
し、ある接続孔の径より大きいの接続孔の径では、エッ
チングが進行し続けることを特徴とする請求項1または
2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The etching stop condition is characterized in that etching is stopped at a desired depth smaller than the diameter of a certain connection hole, and the etching continues at a connection hole diameter larger than the certain connection hole. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記エッチングストップ条件は、エッチ
ングストップを伴う浅い接続孔では、下地導電層が露出
しない深さでエッチングがストップすることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the etching stop condition is such that etching is stopped at a depth where the underlying conductive layer is not exposed in a shallow connection hole accompanied by the etching stop. Device manufacturing method.
【請求項5】 浅い接続孔では、下地導電層が露出しな
い深さでエッチングがストップする条件で接続孔をエッ
チングした後、各接続孔径でエッチングストップを起こ
さない条件で浅い接続孔に残存した絶縁膜を下地導電層
が露出するまでエッチングすることを特徴とする請求項
4に記載の半導体装置の製造方法。
5. In a shallow connection hole, after the connection hole is etched under the condition that the etching stops at a depth where the underlying conductive layer is not exposed, the insulation remaining in the shallow connection hole under the condition that the etching stop does not occur at each connection hole diameter. The method according to claim 4, wherein the film is etched until the underlying conductive layer is exposed.
【請求項6】 前記エッチングは、用いるエッチングガ
ス種の混合比によりエッチングストップ条件を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein an etching stop condition is controlled by a mixing ratio of an etching gas used.
【請求項7】 前記エッチングは、操作圧力によりエッ
チングストップ条件を制御することを特徴とする請求項
1ないし5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein an etching stop condition is controlled by an operation pressure in the etching.
【請求項8】 同じエッチング条件下で総体的にエッチ
ングレートの小さい第1の絶縁膜を半導体体基板上に堆
積させ、この第1の絶縁膜上に相対的にエッチレートの
大きい第2の絶縁膜を堆積させることを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置の製造方法。
8. A first insulating film having a generally low etching rate is deposited on a semiconductor substrate under the same etching conditions, and a second insulating film having a relatively high etching rate is formed on the first insulating film. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a film is deposited.
【請求項9】 前記第1の絶縁膜が窒化シリコン膜から
なり、第2の絶縁膜が酸化シリコン膜からなることを特
徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the first insulating film is made of a silicon nitride film, and the second insulating film is made of a silicon oxide film.
【請求項10】 エッチングガス種として、CF系のガ
スを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置
の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a CF-based gas is contained as an etching gas species.
【請求項11】 エッチングガス種として、半導体装置
に堆積した炭素を含む物質と反応し、蒸気圧の高い反応
生成物を生成するガス種を少なくとも含むことを特徴と
する請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
11. The semiconductor according to claim 6, wherein the etching gas species includes at least a gas species that reacts with a substance containing carbon deposited on the semiconductor device to generate a reaction product having a high vapor pressure. Device manufacturing method.
【請求項12】 前記エッチングガス種に酸素を用いる
ことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造
方法。
12. The method according to claim 11, wherein oxygen is used as the etching gas species.
JP31055896A 1996-11-21 1996-11-21 Manufacture of semiconductor device Pending JPH10154752A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31055896A JPH10154752A (en) 1996-11-21 1996-11-21 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31055896A JPH10154752A (en) 1996-11-21 1996-11-21 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10154752A true JPH10154752A (en) 1998-06-09

Family

ID=18006692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31055896A Pending JPH10154752A (en) 1996-11-21 1996-11-21 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10154752A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211059B1 (en) 1999-10-29 2001-04-03 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device having contacts with different depths
US6593230B1 (en) * 1998-01-14 2003-07-15 Ricoh Company, Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
DE10394263B4 (en) * 2003-07-02 2011-05-26 Advanced Micro Devices Inc., Sunnyvale Method for producing an integrated circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593230B1 (en) * 1998-01-14 2003-07-15 Ricoh Company, Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
US6211059B1 (en) 1999-10-29 2001-04-03 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device having contacts with different depths
DE10394263B4 (en) * 2003-07-02 2011-05-26 Advanced Micro Devices Inc., Sunnyvale Method for producing an integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01290236A (en) Method of levelling wide trench
JPH0251232A (en) Manufacture of semiconductor device
US7105453B2 (en) Method for forming contact holes
US6278189B1 (en) High density integrated circuits using tapered and self-aligned contacts
US6458284B1 (en) Method of etching and etch mask
JP2000307001A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH10154752A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3097338B2 (en) Method of forming contact hole
JP2650313B2 (en) Dry etching method
JPH0846173A (en) Semiconductor device and manufacture of the same
JP2001127039A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2888213B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3394101B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09321024A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0897383A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH118299A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH1012868A (en) Semiconductor and its manufacture
JPH09219394A (en) Manufacture of semiconductor device
KR19990005478A (en) Method for forming contact hole in semiconductor device
JPH0870043A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100225945B1 (en) a
KR100290231B1 (en) Method for forming contact of semiconductor device
JPH10242275A (en) Manufacture of semiconductor device
KR100223825B1 (en) Method of forming an element isolation region in a semiconductor device
JPH09266252A (en) Semiconductor device manufacturing method