JPH1065003A - 微細接続孔の形成方法 - Google Patents
微細接続孔の形成方法Info
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- JPH1065003A JPH1065003A JP23134196A JP23134196A JPH1065003A JP H1065003 A JPH1065003 A JP H1065003A JP 23134196 A JP23134196 A JP 23134196A JP 23134196 A JP23134196 A JP 23134196A JP H1065003 A JPH1065003 A JP H1065003A
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- Japan
- Prior art keywords
- film
- forming
- etching
- connection hole
- sidewall
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- 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.)
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 テーパ形状となることを防止し、微細化の要
求にこたえることができる微細接続孔の形成方法を提供
する。 【解決手段】 シリコン基板１０１の上に２つのゲート
電極１１０ａ，１１０ｂを水平距離を隔てて形成する。
サイドウォール膜１０５を形成したのち層間絶縁膜１０
６を形成する。その上に多結晶シリコン膜１０７を形成
し、選択的にエッチングして開口１０７ａを形成する。
その上に多結晶シリコン膜１０８を形成したのち、Ｏ2
の流量比を高くしてエッチバックを行い内壁堆積膜１０
９が内側面に生成されたサイドウォール膜１０８を形成
する。このサイドウォール膜１０８が形成された多結晶
シリコン膜１０７をエッチングマスクとしてエッチング
を行い、２つのゲート電極１１０ａ，１１０ｂの間の層
間絶縁膜１０６に微細接続孔を形成する。
求にこたえることができる微細接続孔の形成方法を提供
する。 【解決手段】 シリコン基板１０１の上に２つのゲート
電極１１０ａ，１１０ｂを水平距離を隔てて形成する。
サイドウォール膜１０５を形成したのち層間絶縁膜１０
６を形成する。その上に多結晶シリコン膜１０７を形成
し、選択的にエッチングして開口１０７ａを形成する。
その上に多結晶シリコン膜１０８を形成したのち、Ｏ2
の流量比を高くしてエッチバックを行い内壁堆積膜１０
９が内側面に生成されたサイドウォール膜１０８を形成
する。このサイドウォール膜１０８が形成された多結晶
シリコン膜１０７をエッチングマスクとしてエッチング
を行い、２つのゲート電極１１０ａ，１１０ｂの間の層
間絶縁膜１０６に微細接続孔を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
において、絶縁膜に微細接続孔を形成する方法に関す
る。
において、絶縁膜に微細接続孔を形成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Int
egration) 等の半導体装置の分野においては、高集積化
および高性能化の進展に伴い、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）系の材料膜のドライエッチング処理についての技
術的要求がますます厳しくなっている。
egration) 等の半導体装置の分野においては、高集積化
および高性能化の進展に伴い、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）系の材料膜のドライエッチング処理についての技
術的要求がますます厳しくなっている。
【０００３】ところが、現在入手可能な０．２５μｍル
ール半導体装置用量産向け露光機（ステッパ）では、性
能上の理由からその要求に十分こたえることができなく
なってきている。これは、ステッパの位置合わせのばら
つきが十分に改善されていないことによるもので、この
位置合わせのばらつきが大きいために位置合わせの設計
余裕度を大きくする必要が生じる。その結果、配線幅を
太くしたり、あるいは接続孔の径が小さくなりすぎて開
口できない等の問題が発生する。
ール半導体装置用量産向け露光機（ステッパ）では、性
能上の理由からその要求に十分こたえることができなく
なってきている。これは、ステッパの位置合わせのばら
つきが十分に改善されていないことによるもので、この
位置合わせのばらつきが大きいために位置合わせの設計
余裕度を大きくする必要が生じる。その結果、配線幅を
太くしたり、あるいは接続孔の径が小さくなりすぎて開
口できない等の問題が発生する。
【０００４】そこで注目されているのが、自己整合コン
タクト（Self Aligned Contact；以下、ＳＡＣと呼
ぶ。）構造である。このＳＡＣ構造によれば、接続孔形
成工程における位置合わせのためのマスク上の設計余裕
を不要にでき、チップやセルの面積をより小さくするこ
とができる。このＳＡＣ構造を形成するにはいくつかの
方法があるが、その中でも特に、接続孔の形成の際のエ
ッチングストッパ膜としてシリコンナイトライド（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）膜を使う方法が活発に検討されている。この方
法では露光工程が増えないため、コスト上昇が比較的少
ないという点で有利である。その他、エッチングストッ
パ膜として金属膜を使う方法もあるが、露光工程が余分
に必要になり製造工程が複雑化する。
タクト（Self Aligned Contact；以下、ＳＡＣと呼
ぶ。）構造である。このＳＡＣ構造によれば、接続孔形
成工程における位置合わせのためのマスク上の設計余裕
を不要にでき、チップやセルの面積をより小さくするこ
とができる。このＳＡＣ構造を形成するにはいくつかの
方法があるが、その中でも特に、接続孔の形成の際のエ
ッチングストッパ膜としてシリコンナイトライド（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）膜を使う方法が活発に検討されている。この方
法では露光工程が増えないため、コスト上昇が比較的少
ないという点で有利である。その他、エッチングストッ
パ膜として金属膜を使う方法もあるが、露光工程が余分
に必要になり製造工程が複雑化する。
【０００５】しかし、ＳＡＣ構造は総合的に見るとまだ
課題が多い。例えば、エッチングストッパ膜であるＳｉ
3 Ｎ4 膜に対して高い選択比でＳｉＯ2 系の材料膜のエ
ッチングを行った後に、そのＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチング
工程を行う必要があるが、この後工程をも含めたＳＡＣ
技術の完成度は未だ不十分である。そこで、ＳｉＯ2系
の材料膜に接続孔を形成する他の方法として、マスク層
に形成した開口の大きさをサイドウォール膜により狭め
ることも試みられている。
課題が多い。例えば、エッチングストッパ膜であるＳｉ
3 Ｎ4 膜に対して高い選択比でＳｉＯ2 系の材料膜のエ
ッチングを行った後に、そのＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチング
工程を行う必要があるが、この後工程をも含めたＳＡＣ
技術の完成度は未だ不十分である。そこで、ＳｉＯ2系
の材料膜に接続孔を形成する他の方法として、マスク層
に形成した開口の大きさをサイドウォール膜により狭め
ることも試みられている。
【０００６】図９は、この方法によりＳｉＯ2 系の材料
膜に接続孔を形成する一工程を表すものである。この半
導体装置は、シリコン基板２０１上に、ゲート酸化膜２
０２を介して、多結晶シリコン層２０３とタングステン
シリサイド（ＷＳｉX ）層２０４とからなるゲート電極
２１０ａ，２１０ｂが形成されている。ゲート電極２１
０ａおよび２１０ｂは、所定の水平距離を隔てるように
してパターニングされている。ゲート電極２１０ａ，２
１０ｂの両側には絶縁膜からなるサイドウォール膜２０
５がそれぞれ形成されている。これらの構造を覆うよう
にして、ＳｉＯ2 よりなる層間絶縁膜２０６が形成され
ている。
膜に接続孔を形成する一工程を表すものである。この半
導体装置は、シリコン基板２０１上に、ゲート酸化膜２
０２を介して、多結晶シリコン層２０３とタングステン
シリサイド（ＷＳｉX ）層２０４とからなるゲート電極
２１０ａ，２１０ｂが形成されている。ゲート電極２１
０ａおよび２１０ｂは、所定の水平距離を隔てるように
してパターニングされている。ゲート電極２１０ａ，２
１０ｂの両側には絶縁膜からなるサイドウォール膜２０
５がそれぞれ形成されている。これらの構造を覆うよう
にして、ＳｉＯ2 よりなる層間絶縁膜２０６が形成され
ている。
【０００７】この工程においては、ゲート電極２１０ａ
と２１０ｂとの間にシリコン基板２０１に達する接続孔
を形成するためのマスクとして、層間絶縁膜２０６の上
に、開口２０７ａを有する多結晶シリコン膜２０７が形
成されている。但し、この開口２０７ａの内側にはサイ
ドウォール膜２０８ａが形成されており、開口２０７ａ
の開口径が小さくなっている。すなわち、開口径を小さ
くした多結晶シリコン膜２０７をマスクとして層間絶縁
膜２０７をエッチングすることにより、微細接続孔を形
成するようになっている。
と２１０ｂとの間にシリコン基板２０１に達する接続孔
を形成するためのマスクとして、層間絶縁膜２０６の上
に、開口２０７ａを有する多結晶シリコン膜２０７が形
成されている。但し、この開口２０７ａの内側にはサイ
ドウォール膜２０８ａが形成されており、開口２０７ａ
の開口径が小さくなっている。すなわち、開口径を小さ
くした多結晶シリコン膜２０７をマスクとして層間絶縁
膜２０７をエッチングすることにより、微細接続孔を形
成するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示したように、従来のサイドウォール膜２０８ａは扇形
に近い形状であったので、通常のエッチングを行うと図
１０に示したようにサイドウォール膜２０８ａが後退し
てしまい、テーパ形状の微細接続孔が形成されてしまう
という問題があった。従って、多結晶シリコン膜２０７
に開口２０７ａを形成する際に合わせずれが大きいと配
線ショートを引き起こしてしまう場合があった。
示したように、従来のサイドウォール膜２０８ａは扇形
に近い形状であったので、通常のエッチングを行うと図
１０に示したようにサイドウォール膜２０８ａが後退し
てしまい、テーパ形状の微細接続孔が形成されてしまう
という問題があった。従って、多結晶シリコン膜２０７
に開口２０７ａを形成する際に合わせずれが大きいと配
線ショートを引き起こしてしまう場合があった。
【０００９】また、このサイドウォール膜２０８ａの後
退を防止するために多結晶シリコン膜２０７に対する選
択比を高くしてエッチングをすると、フロロカーボンの
堆積が過剰に起こってしまい、エッチングストップが発
生してしまうという問題があった。
退を防止するために多結晶シリコン膜２０７に対する選
択比を高くしてエッチングをすると、フロロカーボンの
堆積が過剰に起こってしまい、エッチングストップが発
生してしまうという問題があった。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、テーパ形状となることを防止し、微
細化の要求にこたえることができる微細接続孔の形成方
法を提供することにある。
ので、その目的は、テーパ形状となることを防止し、微
細化の要求にこたえることができる微細接続孔の形成方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る微細接続孔
の形成方法は、半導体基板の上に少なくとも絶縁膜を形
成する工程と、この絶縁膜の上に開口を有するマスク層
を形成する工程と、このマスク層の開口の内側に内壁堆
積膜を内側面に有するサイドウォール膜を形成する工程
と、このサイドウォール膜が形成されたマスク層をエッ
チングマスクとして絶縁膜をエッチングし、マスク層の
開口よりも小さい径の微細接続孔を形成する工程とを含
むものである。
の形成方法は、半導体基板の上に少なくとも絶縁膜を形
成する工程と、この絶縁膜の上に開口を有するマスク層
を形成する工程と、このマスク層の開口の内側に内壁堆
積膜を内側面に有するサイドウォール膜を形成する工程
と、このサイドウォール膜が形成されたマスク層をエッ
チングマスクとして絶縁膜をエッチングし、マスク層の
開口よりも小さい径の微細接続孔を形成する工程とを含
むものである。
【００１２】本発明に係る微細接続孔の形成方法では、
半導体基板の上に少なくとも絶縁膜を形成したのち、そ
の上に開口を有するマスク層を形成する。この開口の内
側には、内壁堆積膜を内側面に有するサイドウォール膜
を形成する。そののち、このサイドウォール膜が形成さ
れたマスク層をエッチングマスクとして絶縁膜をエッチ
ングする。このとき、マスク層の開口の内側に内壁堆積
膜を内側面に有するサイドウォール膜が形成されている
ので、サイドウォール膜の形状が矩形に近くなり、絶縁
膜をエッチングする際にサイドウォール膜が後退しな
い。
半導体基板の上に少なくとも絶縁膜を形成したのち、そ
の上に開口を有するマスク層を形成する。この開口の内
側には、内壁堆積膜を内側面に有するサイドウォール膜
を形成する。そののち、このサイドウォール膜が形成さ
れたマスク層をエッチングマスクとして絶縁膜をエッチ
ングする。このとき、マスク層の開口の内側に内壁堆積
膜を内側面に有するサイドウォール膜が形成されている
ので、サイドウォール膜の形状が矩形に近くなり、絶縁
膜をエッチングする際にサイドウォール膜が後退しな
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】まず、本発明に係る微細接続孔の形成方法
に用いるプラズマ処理装置の例として、高密度プラズマ
を発生できるエッチング装置について説明する。
に用いるプラズマ処理装置の例として、高密度プラズマ
を発生できるエッチング装置について説明する。
【００１５】図６は、ＲＦ（高周波）バイアス印加型Ｅ
ＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)プラズマエッチン
グ装置の概略構造を表すものである。この装置は、マグ
ネトロン１１で発生したマイクロ波が導波管１２を通っ
てチャンバ１９内に至り、さらに石英ベルジャ１３を介
してウェハステージ１７上のウェハ１５に到達する構成
になっている。チャンバ１９の周囲にはソレノイドコイ
ル１４が配設されている。ウェハステージ１７上のウェ
ハ１５は、クランプ１６によって固定されている。ウェ
ハステージ１７は、高周波電源１８に接続され、所定の
周波数の高周波電圧が印加されるようになっている。
ＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)プラズマエッチン
グ装置の概略構造を表すものである。この装置は、マグ
ネトロン１１で発生したマイクロ波が導波管１２を通っ
てチャンバ１９内に至り、さらに石英ベルジャ１３を介
してウェハステージ１７上のウェハ１５に到達する構成
になっている。チャンバ１９の周囲にはソレノイドコイ
ル１４が配設されている。ウェハステージ１７上のウェ
ハ１５は、クランプ１６によって固定されている。ウェ
ハステージ１７は、高周波電源１８に接続され、所定の
周波数の高周波電圧が印加されるようになっている。
【００１６】図７は、ＭＣＲ（磁場封込型リアクタ）タ
イプのエッチング装置の要部構造を表すものである。こ
の装置は、石英製の側壁電極３０に高周波電源２１より
１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加し、上部電極２９をアノ
ードとして放電した後、上部電極２９またはチャンバ側
壁に巻設したマルチポール磁石（図示せず）によって磁
場封じ込めを行い、比較的高密度のプラズマを形成でき
る機構となっている。また、ウェハステージ２７には高
周波電源２８から基板バイアス４５０ｋＨｚが印加され
るようになっており、これにより入射イオンエネルギの
独立制御が可能になっている。
イプのエッチング装置の要部構造を表すものである。こ
の装置は、石英製の側壁電極３０に高周波電源２１より
１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加し、上部電極２９をアノ
ードとして放電した後、上部電極２９またはチャンバ側
壁に巻設したマルチポール磁石（図示せず）によって磁
場封じ込めを行い、比較的高密度のプラズマを形成でき
る機構となっている。また、ウェハステージ２７には高
周波電源２８から基板バイアス４５０ｋＨｚが印加され
るようになっており、これにより入射イオンエネルギの
独立制御が可能になっている。
【００１７】図８は、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）タイ
プのエッチング装置の要部構造を表すものである。この
装置は、ウェハステージ３７の上方に設けた石英板３２
上に渦巻き状に巻設された誘導結合コイル３１に高周波
電源３３から１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加し、高密度
プラズマを形成する機構となっている。ウェハステージ
３７上にはクランプ３６によってクランプされたウェハ
３５が載置され、高周波電源３８から高周波電圧が印加
されるようになっている。
プのエッチング装置の要部構造を表すものである。この
装置は、ウェハステージ３７の上方に設けた石英板３２
上に渦巻き状に巻設された誘導結合コイル３１に高周波
電源３３から１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加し、高密度
プラズマを形成する機構となっている。ウェハステージ
３７上にはクランプ３６によってクランプされたウェハ
３５が載置され、高周波電源３８から高周波電圧が印加
されるようになっている。
【００１８】なお、図示していないが、上記図６乃至図
８のいずれの装置においても、高周波電源１８，２８，
３８に接続されたウェハステージ１７，２７，３７は、
温度制御用の冷媒（例えば商品名フロリナート）が循環
する構造となっており、さらに単極式静電チャックが設
置されている。
８のいずれの装置においても、高周波電源１８，２８，
３８に接続されたウェハステージ１７，２７，３７は、
温度制御用の冷媒（例えば商品名フロリナート）が循環
する構造となっており、さらに単極式静電チャックが設
置されている。
【００１９】次に、以上のような装置を用いて微細接続
孔を形成する方法について説明する。
孔を形成する方法について説明する。
【００２０】図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形
態に係る微細接続孔の形成方法を表すものである。な
お、本実施の形態では、シリコン基板の上に所定の水平
距離を隔てるようにしてパターニングされた２つのゲー
ト電極の間に微細接続孔を形成する場合について説明す
る。
態に係る微細接続孔の形成方法を表すものである。な
お、本実施の形態では、シリコン基板の上に所定の水平
距離を隔てるようにしてパターニングされた２つのゲー
ト電極の間に微細接続孔を形成する場合について説明す
る。
【００２１】まず、図１（ａ）に示したように、シリコ
ン基板１０１の上に、ゲート酸化膜１０２を熱酸化法に
より形成したのち、その上に例えば減圧ＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition ）法により多結晶シリコン層１０
３を１００ｎｍ程度の膜厚に形成し、更にその上に例え
ばプラズマＣＶＤ法によりＷＳｉX 層１０４を１００ｎ
ｍ程度の膜厚に形成する。次いで、ＷＳｉX 層１０４の
上にフォトレジスト膜１２１を塗布形成し、それを選択
的に露光してパターニングすることにより、０．３５μ
ｍ幅の所望のゲートパターンを形成する。
ン基板１０１の上に、ゲート酸化膜１０２を熱酸化法に
より形成したのち、その上に例えば減圧ＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition ）法により多結晶シリコン層１０
３を１００ｎｍ程度の膜厚に形成し、更にその上に例え
ばプラズマＣＶＤ法によりＷＳｉX 層１０４を１００ｎ
ｍ程度の膜厚に形成する。次いで、ＷＳｉX 層１０４の
上にフォトレジスト膜１２１を塗布形成し、それを選択
的に露光してパターニングすることにより、０．３５μ
ｍ幅の所望のゲートパターンを形成する。
【００２２】そののち、このフォトレジスト膜１２１を
エッチングマスクとして、例えば図６に示したＥＣＲタ
イプのエッチング装置とエキシマステッパとを用い、Ｗ
ＳｉX 層１０４と多結晶シリコン層１０３とをエッチン
グする。このときのエッチング条件は例えば次のように
設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／６ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ（ＷＳｉX 層） ５０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：４０％
エッチングマスクとして、例えば図６に示したＥＣＲタ
イプのエッチング装置とエキシマステッパとを用い、Ｗ
ＳｉX 層１０４と多結晶シリコン層１０３とをエッチン
グする。このときのエッチング条件は例えば次のように
設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／６ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ（ＷＳｉX 層） ５０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：４０％
【００２３】このようにして、微細間隔を隔てて配置さ
れた２つのゲート電極１１０ａ，１１０ｂが形成され
る。
れた２つのゲート電極１１０ａ，１１０ｂが形成され
る。
【００２４】続いて、フォトレジスト膜１２１を除去し
たのち、図１（ｂ）に示したように、例えば常圧ＣＶＤ
法によりＬＤＤ（Lightly Doped Drain)構造形成用のサ
イドウォール膜を構成するＳｉＯ2 膜を２００ｎｍ程度
の膜厚に形成し、例えば通常のアノードカップル平行平
板型のエッチング装置を用いてエッチバックを行って、
ＬＤＤ用のサイドウォール膜１０５を形成する。このと
きのエッチバックの条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ＝４０／４０／８０
０ｓｃｃｍ 容器内圧力：２００Ｐａ ＲＦバイアス（３８０ｋＨｚ）：５００Ｗ ウェハ温度：５０℃ オーバエッチング：５％
たのち、図１（ｂ）に示したように、例えば常圧ＣＶＤ
法によりＬＤＤ（Lightly Doped Drain)構造形成用のサ
イドウォール膜を構成するＳｉＯ2 膜を２００ｎｍ程度
の膜厚に形成し、例えば通常のアノードカップル平行平
板型のエッチング装置を用いてエッチバックを行って、
ＬＤＤ用のサイドウォール膜１０５を形成する。このと
きのエッチバックの条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ＝４０／４０／８０
０ｓｃｃｍ 容器内圧力：２００Ｐａ ＲＦバイアス（３８０ｋＨｚ）：５００Ｗ ウェハ温度：５０℃ オーバエッチング：５％
【００２５】ＬＤＤ用のサイドウォール膜１０５を形成
したのち、図１（ｃ）に示したように、例えば常圧ＣＶ
Ｄ法により全面にＳｉＯ2 膜からなる層間絶縁膜１０６
を５００ｎｍ程度の膜厚に形成したのち、この層間絶縁
膜１０６の上に減圧ＣＶＤ法によりマスク層となる多結
晶シリコン膜１０７を１５０ｎｍ程度の膜厚に形成す
る。
したのち、図１（ｃ）に示したように、例えば常圧ＣＶ
Ｄ法により全面にＳｉＯ2 膜からなる層間絶縁膜１０６
を５００ｎｍ程度の膜厚に形成したのち、この層間絶縁
膜１０６の上に減圧ＣＶＤ法によりマスク層となる多結
晶シリコン膜１０７を１５０ｎｍ程度の膜厚に形成す
る。
【００２６】次いで、図２（ａ）に示したように、この
多結晶ポリシリコン膜１０７の上にフォトレジスト膜１
２２を塗布形成し、エキシマステッパを用いてフォトレ
ジスト膜１２２に０．３μｍ径の微細接続孔のパターン
を形成する。なお、ここでは、図２（ａ）において矢印
Ｙで示した方向に０．０５μｍのパターニングずれが生
じてしまった場合について説明する。
多結晶ポリシリコン膜１０７の上にフォトレジスト膜１
２２を塗布形成し、エキシマステッパを用いてフォトレ
ジスト膜１２２に０．３μｍ径の微細接続孔のパターン
を形成する。なお、ここでは、図２（ａ）において矢印
Ｙで示した方向に０．０５μｍのパターニングずれが生
じてしまった場合について説明する。
【００２７】そののち、このフォトレジスト膜１２２を
エッチングマスクとして、例えばＥＣＲタイプの多結晶
シリコンエッチング装置（図６）を用い、多結晶シリコ
ン層１０７をエッチングし、開口１０７ａを形成する。
このときのエッチング条件は例えば次のように設定す
る。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／２ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
エッチングマスクとして、例えばＥＣＲタイプの多結晶
シリコンエッチング装置（図６）を用い、多結晶シリコ
ン層１０７をエッチングし、開口１０７ａを形成する。
このときのエッチング条件は例えば次のように設定す
る。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／２ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
【００２８】続いて、フォトレジスト膜１２２を除去し
たのち、図２（ｂ）に示したように、例えば減圧ＣＶＤ
法により開口１０７ａの内側に形成するサイドウォール
膜を構成する材料膜として多結晶シリコン膜１０８を全
面に１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。
たのち、図２（ｂ）に示したように、例えば減圧ＣＶＤ
法により開口１０７ａの内側に形成するサイドウォール
膜を構成する材料膜として多結晶シリコン膜１０８を全
面に１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。
【００２９】多結晶シリコン膜１０８を形成したのち、
図３（ａ）に示したように、例えばＥＣＲタイプの多結
晶シリコンエッチング装置（図６）を用いてエッチバッ
クを行い、サイドウォール膜１０８ａを開口１０７ａの
内側に形成する。このときのエッチバックの条件は例え
ば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１４００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５％
図３（ａ）に示したように、例えばＥＣＲタイプの多結
晶シリコンエッチング装置（図６）を用いてエッチバッ
クを行い、サイドウォール膜１０８ａを開口１０７ａの
内側に形成する。このときのエッチバックの条件は例え
ば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１４００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５％
【００３０】このように、Ｏ2 の流量比を高めると共に
マイクロ波出力も高めているので、エッチバック時の反
応生成物であるＳｉＣｌy がプラズマ中で反応・再解離
され、サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2 を
含む側壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイドウ
ォール膜１０８ａの肩部（コーナ部）が削られることが
防止され、サイドウォール膜１０８ａの形状は、図３
（ａ）に示したように、矩形に近いものとなる。これに
より、多結晶シリコン膜１０７の開口１０７ａの開口径
は、所定の０．１μｍまで小さくなる。
マイクロ波出力も高めているので、エッチバック時の反
応生成物であるＳｉＣｌy がプラズマ中で反応・再解離
され、サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2 を
含む側壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイドウ
ォール膜１０８ａの肩部（コーナ部）が削られることが
防止され、サイドウォール膜１０８ａの形状は、図３
（ａ）に示したように、矩形に近いものとなる。これに
より、多結晶シリコン膜１０７の開口１０７ａの開口径
は、所定の０．１μｍまで小さくなる。
【００３１】サイドウォール膜１０８ａを形成したの
ち、図３（ｂ）に示したように、例えば通常のマグネト
ロンタイプのエッチング装置を用い、サイドウォール膜
１０８ａが形成された多結晶シリコン膜１０７をエッチ
ングマスクとして層間絶縁膜１０６をエッチングし、微
細接続孔１０６ａを形成する。このときのエッチング条
件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ＝５／１００／３００
ｓｃｃｍ 容器内圧力：５．０Ｐａ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
ち、図３（ｂ）に示したように、例えば通常のマグネト
ロンタイプのエッチング装置を用い、サイドウォール膜
１０８ａが形成された多結晶シリコン膜１０７をエッチ
ングマスクとして層間絶縁膜１０６をエッチングし、微
細接続孔１０６ａを形成する。このときのエッチング条
件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ＝５／１００／３００
ｓｃｃｍ 容器内圧力：５．０Ｐａ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
【００３２】このように、サイドウォール膜１０８ａが
矩形に近い形状となっているので、エッチング中を通じ
て０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔
１０６ａが形成される。
矩形に近い形状となっているので、エッチング中を通じ
て０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔
１０６ａが形成される。
【００３３】すなわち、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法によれば、多結晶シリコン膜１０７の開口１
０７ａの内側に内壁堆積膜１０９を内側面に有するサイ
ドウォール膜１０８ａを形成して開口径を小さくするよ
うにしたので、サイドウォール膜１０８ａの形状を矩形
に近づけることができ、従来のように開口径が拡大し微
細接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こ
すようなことがない。よって、十分な耐圧特性（降伏電
圧５０Ｖ以上）を有する微細接続孔１０６ａを形成する
ことができる。更に、本実施の形態では、フォトレジス
ト膜１２２のパターニングの際に０．０５μｍの合わせ
ずれが生じているにもかかわらず、配線ショートを引き
起こさずに微細接続孔１０６ａを形成することができ
る。
の形成方法によれば、多結晶シリコン膜１０７の開口１
０７ａの内側に内壁堆積膜１０９を内側面に有するサイ
ドウォール膜１０８ａを形成して開口径を小さくするよ
うにしたので、サイドウォール膜１０８ａの形状を矩形
に近づけることができ、従来のように開口径が拡大し微
細接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こ
すようなことがない。よって、十分な耐圧特性（降伏電
圧５０Ｖ以上）を有する微細接続孔１０６ａを形成する
ことができる。更に、本実施の形態では、フォトレジス
ト膜１２２のパターニングの際に０．０５μｍの合わせ
ずれが生じているにもかかわらず、配線ショートを引き
起こさずに微細接続孔１０６ａを形成することができ
る。
【００３４】また、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。
る。
【００３５】本実施の形態は、多結晶シリコン膜１０８
のエッチバックの条件が異なっていることを除き、他は
第１の実施の形態と同一である。よって、ここでは、第
１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。
のエッチバックの条件が異なっていることを除き、他は
第１の実施の形態と同一である。よって、ここでは、第
１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】本実施の形態では、まず、第１の実施の形
態と同様にして、シリコン基板１０１の上にゲート電極
１１０ａ，１１０ｂを形成し（図１（ａ）参照）、ＬＤ
Ｄ用のサイドウォール膜１０５を形成したのち（図１
（ｂ）参照）、層間絶縁膜１０６およびマスク層となる
多結晶シリコン膜１０７を形成する（図１（ｃ）参
照）。次いで、第１の実施の形態と同様にして、多結晶
シリコン膜１０７に開口１０７ａを形成し（図２（ａ）
参照）、その上にサイドウォール膜を構成する材料膜と
して多結晶シリコン膜１０８を形成する（図２（ｂ）参
照）。
態と同様にして、シリコン基板１０１の上にゲート電極
１１０ａ，１１０ｂを形成し（図１（ａ）参照）、ＬＤ
Ｄ用のサイドウォール膜１０５を形成したのち（図１
（ｂ）参照）、層間絶縁膜１０６およびマスク層となる
多結晶シリコン膜１０７を形成する（図１（ｃ）参
照）。次いで、第１の実施の形態と同様にして、多結晶
シリコン膜１０７に開口１０７ａを形成し（図２（ａ）
参照）、その上にサイドウォール膜を構成する材料膜と
して多結晶シリコン膜１０８を形成する（図２（ｂ）参
照）。
【００３７】このようにして多結晶シリコン膜１０８を
形成したのち、例えば図７示したＭＣＲタイプの多結晶
シリコンエッチング装置を用いてエッチバックを行い、
開口１０７ａの内側にサイドウォール膜１０８ａを形成
する（図３（ａ）参照）。このときのエッチバックの条
件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ＝１００ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（４５０ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：７０℃ オーバエッチング：５％
形成したのち、例えば図７示したＭＣＲタイプの多結晶
シリコンエッチング装置を用いてエッチバックを行い、
開口１０７ａの内側にサイドウォール膜１０８ａを形成
する（図３（ａ）参照）。このときのエッチバックの条
件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ＝１００ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（４５０ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：７０℃ オーバエッチング：５％
【００３８】このように、ソース出力を高めて側壁電極
３０を構成する石英の表面からプラズマ中へ酸素ラジカ
ルとＳｉＣｌX 系の生成物の供給を多くしているので、
サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2 を含む側
壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイドウォール
膜１０８ａの肩部が削られることが防止され、サイドウ
ォール膜１０８ａの形状は、図３（ａ）に示したよう
に、矩形に近いものとなる。これにより、多結晶シリコ
ン膜１０７の開口１０７ａの開口径は、所定の０．１μ
ｍまで小さくなる。
３０を構成する石英の表面からプラズマ中へ酸素ラジカ
ルとＳｉＣｌX 系の生成物の供給を多くしているので、
サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2 を含む側
壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイドウォール
膜１０８ａの肩部が削られることが防止され、サイドウ
ォール膜１０８ａの形状は、図３（ａ）に示したよう
に、矩形に近いものとなる。これにより、多結晶シリコ
ン膜１０７の開口１０７ａの開口径は、所定の０．１μ
ｍまで小さくなる。
【００３９】そののち、第１の実施の形態と同様にし
て、層間絶縁膜１０６をエッチングし、微細接続孔１０
６ａを形成する（図３（ｂ）参照）。このように、本実
施の形態においても、サイドウォール膜１０８ａが矩形
に近い形状となっているので、エッチング中を通じて
０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔が
形成される。
て、層間絶縁膜１０６をエッチングし、微細接続孔１０
６ａを形成する（図３（ｂ）参照）。このように、本実
施の形態においても、サイドウォール膜１０８ａが矩形
に近い形状となっているので、エッチング中を通じて
０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔が
形成される。
【００４０】すなわち、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法によれば、第１の実施の形態と同様に、微細
接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こす
ようなことがなく、多少の合わせずれが生じていても、
十分な耐圧特性（降伏電圧５０Ｖ以上）を有する微細接
続孔１０６ａを形成することができる。
の形成方法によれば、第１の実施の形態と同様に、微細
接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こす
ようなことがなく、多少の合わせずれが生じていても、
十分な耐圧特性（降伏電圧５０Ｖ以上）を有する微細接
続孔１０６ａを形成することができる。
【００４１】更に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図４および図５は、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法を表すものである。なお、本実施の形態で
も、第１の実施の形態と同様に、シリコン基板の上に所
定の水平距離を隔てるようにしてパターニングされた２
つのゲート電極の間に微細接続孔を形成する場合につい
て説明する。
る。図４および図５は、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法を表すものである。なお、本実施の形態で
も、第１の実施の形態と同様に、シリコン基板の上に所
定の水平距離を隔てるようにしてパターニングされた２
つのゲート電極の間に微細接続孔を形成する場合につい
て説明する。
【００４２】本実施の形態では、まず、図４（ａ）に示
したように、第１の実施の形態と同様にして、シリコン
基板１３１の上にゲート酸化膜１３２を熱酸化法により
形成したのち、その上に例えば減圧ＣＶＤ法により多結
晶シリコン層１３３を１００ｎｍ程度の膜厚に形成し、
更にその上に例えばプラズマＣＶＤ法によりＷＳｉX層
１３４を１００ｎｍ程度の膜厚に形成する。次いで、例
えばＥＣＲタイプのエッチング装置（図６）とエキシマ
ステッパとを用い、これらを選択的にエッチングしてゲ
ート電極１４０ａ，１４０ｂを形成する。このときのエ
ッチング条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／６ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ（ＷＳｉX 層） ５０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：４０％
したように、第１の実施の形態と同様にして、シリコン
基板１３１の上にゲート酸化膜１３２を熱酸化法により
形成したのち、その上に例えば減圧ＣＶＤ法により多結
晶シリコン層１３３を１００ｎｍ程度の膜厚に形成し、
更にその上に例えばプラズマＣＶＤ法によりＷＳｉX層
１３４を１００ｎｍ程度の膜厚に形成する。次いで、例
えばＥＣＲタイプのエッチング装置（図６）とエキシマ
ステッパとを用い、これらを選択的にエッチングしてゲ
ート電極１４０ａ，１４０ｂを形成する。このときのエ
ッチング条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／６ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ（ＷＳｉX 層） ５０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：４０％
【００４３】次いで、図４（ａ）に示したように、第１
の実施の形態と同様にして、例えば常圧ＣＶＤ法により
ＬＤＤ用のサイドウォール膜を構成するＳｉＯ2 膜を２
００ｎｍ程度の膜厚に形成し、例えば通常のアノードカ
ップル平行平板型のエッチング装置を用いてエッチバッ
クを行って、ＬＤＤ用のサイドウォール膜１３５を形成
する。このときのエッチバックの条件は例えば次のよう
に設定する。 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ＝４０／４０／８０
０ｓｃｃｍ 容器内圧力：２００Ｐａ ＲＦバイアス（３８０ｋＨｚ）：５００Ｗ ウェハ温度：５０℃ オーバエッチング：５％
の実施の形態と同様にして、例えば常圧ＣＶＤ法により
ＬＤＤ用のサイドウォール膜を構成するＳｉＯ2 膜を２
００ｎｍ程度の膜厚に形成し、例えば通常のアノードカ
ップル平行平板型のエッチング装置を用いてエッチバッ
クを行って、ＬＤＤ用のサイドウォール膜１３５を形成
する。このときのエッチバックの条件は例えば次のよう
に設定する。 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ＝４０／４０／８０
０ｓｃｃｍ 容器内圧力：２００Ｐａ ＲＦバイアス（３８０ｋＨｚ）：５００Ｗ ウェハ温度：５０℃ オーバエッチング：５％
【００４４】続いて、図４（ａ）に示したように、例え
ば常圧ＣＶＤ法により全面にＳｉＯ2 膜からなる層間絶
縁膜１３６を５００ｎｍ程度の膜厚に形成したのち、こ
の層間絶縁膜１３６の上に例えば減圧ＣＶＤ法によりマ
スク層となる多結晶シリコン膜１３７を１５０ｎｍ程度
の膜厚に形成する。そののち、この多結晶シリコン膜１
３７の上に例えば減圧ＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 よりな
るエッチングストッパ膜１４１を５０ｎｍ程度の膜厚に
形成する。
ば常圧ＣＶＤ法により全面にＳｉＯ2 膜からなる層間絶
縁膜１３６を５００ｎｍ程度の膜厚に形成したのち、こ
の層間絶縁膜１３６の上に例えば減圧ＣＶＤ法によりマ
スク層となる多結晶シリコン膜１３７を１５０ｎｍ程度
の膜厚に形成する。そののち、この多結晶シリコン膜１
３７の上に例えば減圧ＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 よりな
るエッチングストッパ膜１４１を５０ｎｍ程度の膜厚に
形成する。
【００４５】エッチングストッパ膜１４１を形成したの
ち、図４（ｂ）に示したように、その上にフォトレジス
ト膜１５２を塗布形成し、エキシマステッパを用いてフ
ォトレジスト膜１５２に０．３μｍ径の微細接続孔のパ
ターンを形成する。なお、ここでは、図４（ｂ）におい
て矢印Ｙで示した方向に０．０５μｍのパターニングず
れが生じてしまった場合について説明する。
ち、図４（ｂ）に示したように、その上にフォトレジス
ト膜１５２を塗布形成し、エキシマステッパを用いてフ
ォトレジスト膜１５２に０．３μｍ径の微細接続孔のパ
ターンを形成する。なお、ここでは、図４（ｂ）におい
て矢印Ｙで示した方向に０．０５μｍのパターニングず
れが生じてしまった場合について説明する。
【００４６】そののち、このフォトレジスト膜１５２を
エッチングマスクとして、例えばＥＣＲタイプのＳｉＯ
2 ・多結晶シリコンエッチング装置（図６）を用い、エ
ッチングストッパ膜１４１および多結晶シリコン膜１３
７を選択的にエッチングして開口１３７ａを形成する。
このときのエッチング条件は例えば次のように設定す
る。 （エッチングストッパ膜） 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４５／５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．２７Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：９００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：１００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：３０％ （多結晶シリコン膜） 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／２ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
エッチングマスクとして、例えばＥＣＲタイプのＳｉＯ
2 ・多結晶シリコンエッチング装置（図６）を用い、エ
ッチングストッパ膜１４１および多結晶シリコン膜１３
７を選択的にエッチングして開口１３７ａを形成する。
このときのエッチング条件は例えば次のように設定す
る。 （エッチングストッパ膜） 放電ガス：ＣＨＦ3 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４５／５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．２７Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：９００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：１００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：３０％ （多結晶シリコン膜） 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／２ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１２００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：７０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
【００４７】続いて、フォトレジスト膜１５２を除去し
たのち、図５（ａ）に示したように、第１の実施の形態
と同様にして、例えば減圧ＣＶＤ法により開口１３７ａ
の内側に形成するサイドウォール膜を構成する材料膜と
して多結晶シリコン膜を全面に１００ｎｍ程度の膜厚で
形成したのち、ＥＣＲタイプの多結晶シリコンエッチン
グ装置（図６）によりエッチバックを行いサイドウォー
ル膜１３８ａを形成する。このときのエッチバックの条
件は例えば次のように設定する。なお、エッチバックの
終点は、エッチングストッパ膜１４１により検出する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１４００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５％
たのち、図５（ａ）に示したように、第１の実施の形態
と同様にして、例えば減圧ＣＶＤ法により開口１３７ａ
の内側に形成するサイドウォール膜を構成する材料膜と
して多結晶シリコン膜を全面に１００ｎｍ程度の膜厚で
形成したのち、ＥＣＲタイプの多結晶シリコンエッチン
グ装置（図６）によりエッチバックを行いサイドウォー
ル膜１３８ａを形成する。このときのエッチバックの条
件は例えば次のように設定する。なお、エッチバックの
終点は、エッチングストッパ膜１４１により検出する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝７５／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ マイクロ波出力（２．４５ＧＨｚ）：１４００Ｗ ＲＦバイアス（８００ｋＨｚ）：５０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５％
【００４８】このように、第１の実施の形態と同様に、
Ｏ2 の流量比を高めると共にマイクロ波出力も高めてい
るので、サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2
を含む側壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイド
ウォール膜１３８ａの肩部が削られることが防止され、
サイドウォール膜１３８ａの形状は、図５（ａ）に示し
たように、矩形に近いものとなる。これにより、多結晶
シリコン膜１３７の開口１３７ａの開口径は、所定の
０．１μｍまで小さくなる。
Ｏ2 の流量比を高めると共にマイクロ波出力も高めてい
るので、サイドウォール膜１０８ａの内側面にＳｉＯ2
を含む側壁堆積膜１０９が生成される。従って、サイド
ウォール膜１３８ａの肩部が削られることが防止され、
サイドウォール膜１３８ａの形状は、図５（ａ）に示し
たように、矩形に近いものとなる。これにより、多結晶
シリコン膜１３７の開口１３７ａの開口径は、所定の
０．１μｍまで小さくなる。
【００４９】そののち、図５（ｂ）に示したように、第
１の実施の形態と同様にして、例えば通常のマグネトロ
ンタイプのエッチング装置を用い、サイドウォール膜１
３８ａが形成された多結晶シリコン膜１３７をエッチン
グマスクとして層間絶縁膜１３６をエッチングし、微細
接続孔１３６ａを形成する。このときのエッチング条件
は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ＝５／１００／３００
ｓｃｃｍ 容器内圧力：５．０Ｐａ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
１の実施の形態と同様にして、例えば通常のマグネトロ
ンタイプのエッチング装置を用い、サイドウォール膜１
３８ａが形成された多結晶シリコン膜１３７をエッチン
グマスクとして層間絶縁膜１３６をエッチングし、微細
接続孔１３６ａを形成する。このときのエッチング条件
は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ＝５／１００／３００
ｓｃｃｍ 容器内圧力：５．０Ｐａ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：５０％
【００５０】このように、本実施の形態においても、サ
イドウォール膜１３８ａが矩形に近い形状となっている
ので、エッチング中を通じて０．１μｍの開口径が保た
れ、垂直形状の微細接続孔が形成される。
イドウォール膜１３８ａが矩形に近い形状となっている
ので、エッチング中を通じて０．１μｍの開口径が保た
れ、垂直形状の微細接続孔が形成される。
【００５１】すなわち、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法によれば、第１の実施の形態と同様に、微細
接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こす
ようなことがなく、多少の合わせずれが生じていても、
十分な耐圧特性（降伏電圧５０Ｖ以上）を有する微細接
続孔を形成することができる。
の形成方法によれば、第１の実施の形態と同様に、微細
接続孔がテーパ形状となって配線ショートを引き起こす
ようなことがなく、多少の合わせずれが生じていても、
十分な耐圧特性（降伏電圧５０Ｖ以上）を有する微細接
続孔を形成することができる。
【００５２】また、本実施の形態によれば、多結晶シリ
コン膜１３７の上にエッチングストッパ膜１４１を形成
するようにしたので、サイドウォール膜１３８を形成す
る際のエッチバックの終点を明確に検出することができ
る。従って、多結晶シリコン膜１３７が削られることが
なく、より高い精度で微細接続孔１３６ａを形成するこ
とができる。
コン膜１３７の上にエッチングストッパ膜１４１を形成
するようにしたので、サイドウォール膜１３８を形成す
る際のエッチバックの終点を明確に検出することができ
る。従って、多結晶シリコン膜１３７が削られることが
なく、より高い精度で微細接続孔１３６ａを形成するこ
とができる。
【００５３】加えて、本発明の第４の実施の形態を説明
する。
する。
【００５４】本実施の形態は、ゲート電極１４０ａ，１
４０ｂを形成する際にエッチング条件および多結晶シリ
コン膜１３８のエッチバックの条件が異なっていること
を除き、他は第３の実施の形態と同一である。よって、
ここでは、第３の実施の形態と同一の構成要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
４０ｂを形成する際にエッチング条件および多結晶シリ
コン膜１３８のエッチバックの条件が異なっていること
を除き、他は第３の実施の形態と同一である。よって、
ここでは、第３の実施の形態と同一の構成要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】本実施の形態では、まず、第３の実施の形
態と同様にして、シリコン基板１３１の上にゲート酸化
膜１３２を形成し、その上に多結晶シリコン層１３３と
ＷＳｉX 層１３４とを形成したのち、図８に示したＩＣ
Ｐタイプのエッチング装置とエキシマステッパとを用
い、これらを選択的にエッチングしてゲート電極１４０
ａ，１４０ｂを形成する（図４（ａ）参照）。このとき
のエッチング条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝１００／５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１００Ｗ（ＷＳｉX 層） ４０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：３０％
態と同様にして、シリコン基板１３１の上にゲート酸化
膜１３２を形成し、その上に多結晶シリコン層１３３と
ＷＳｉX 層１３４とを形成したのち、図８に示したＩＣ
Ｐタイプのエッチング装置とエキシマステッパとを用
い、これらを選択的にエッチングしてゲート電極１４０
ａ，１４０ｂを形成する（図４（ａ）参照）。このとき
のエッチング条件は例えば次のように設定する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝１００／５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：１５００Ｗ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：１００Ｗ（ＷＳｉX 層） ４０Ｗ（多結晶シリコン） ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：３０％
【００５６】次いで、第３の実施の形態と同様にして、
ＬＤＤ用のサイドウォール膜１３５を形成したのち、層
間絶縁膜１３６，マスク層となる多結晶シリコン膜１３
７およびエッチングストッパ膜１４１を形成する（図４
（ａ）参照）。そののち、第１の実施の形態と同様にし
て、エッチングストッパ膜１４１および多結晶シリコン
膜１３７を選択的にエッチングして開口１０７ａを形成
する（図４（ｂ）参照）。
ＬＤＤ用のサイドウォール膜１３５を形成したのち、層
間絶縁膜１３６，マスク層となる多結晶シリコン膜１３
７およびエッチングストッパ膜１４１を形成する（図４
（ａ）参照）。そののち、第１の実施の形態と同様にし
て、エッチングストッパ膜１４１および多結晶シリコン
膜１３７を選択的にエッチングして開口１０７ａを形成
する（図４（ｂ）参照）。
【００５７】続いて、第３の実施の形態と同様にして、
サイドウォール膜を構成する材料膜として多結晶シリコ
ン膜を形成したのち、ＩＣＰタイプの多結晶シリコンエ
ッチング装置（図８）によりエッチバックを行いサイド
ウォール膜１３８ａを形成する（図５（ａ）参照）。こ
のときのエッチバックの条件は例えば次のように設定す
る。なお、エッチバックの終点は、エッチングストッパ
膜１４１により検出する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝１００／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：２５００Ｗ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：９０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：２０％
サイドウォール膜を構成する材料膜として多結晶シリコ
ン膜を形成したのち、ＩＣＰタイプの多結晶シリコンエ
ッチング装置（図８）によりエッチバックを行いサイド
ウォール膜１３８ａを形成する（図５（ａ）参照）。こ
のときのエッチバックの条件は例えば次のように設定す
る。なお、エッチバックの終点は、エッチングストッパ
膜１４１により検出する。 放電ガス：Ｃｌ2 ／Ｏ2 ＝１００／１５ｓｃｃｍ 容器内圧力：０．４Ｐａ ソース出力（１３．５６ＭＨｚ）：２５００Ｗ ＲＦバイアス（１３．５６ＭＨｚ）：９０Ｗ ウェハ温度：２０℃ オーバエッチング：２０％
【００５８】このように、Ｏ2 の流量比を高めると共に
ソース出力も高めているので、サイドウォール膜１０８
ａの内側面にＳｉＯ2 を含む側壁堆積膜１０９が生成さ
れる。また、このとき、石英板３２を構成する石英の表
面からプラズマ中へ供給される酸素ラジカルとＳｉＣｌ
X 系の生成物によっても側壁堆積膜１３９の生成が促進
される。従って、サイドウォール膜１３８ａの肩部が削
られることが防止され、サイドウォール膜１３８ａの形
状は、図５（ａ）に示したように、矩形に近いものとな
る。これにより、多結晶シリコン膜１３７の開口１３７
ａの開口径は、所定の０．１μｍまで小さくなる。
ソース出力も高めているので、サイドウォール膜１０８
ａの内側面にＳｉＯ2 を含む側壁堆積膜１０９が生成さ
れる。また、このとき、石英板３２を構成する石英の表
面からプラズマ中へ供給される酸素ラジカルとＳｉＣｌ
X 系の生成物によっても側壁堆積膜１３９の生成が促進
される。従って、サイドウォール膜１３８ａの肩部が削
られることが防止され、サイドウォール膜１３８ａの形
状は、図５（ａ）に示したように、矩形に近いものとな
る。これにより、多結晶シリコン膜１３７の開口１３７
ａの開口径は、所定の０．１μｍまで小さくなる。
【００５９】そののち、第３の実施の形態と同様にし
て、層間絶縁膜１３６をエッチングし、微細接続孔１３
６ａを形成する（図５（ｂ）参照）。このように、本実
施の形態においても、サイドウォール膜１３８ａが矩形
に近い形状となっているので、エッチング中を通じて
０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔が
形成される。
て、層間絶縁膜１３６をエッチングし、微細接続孔１３
６ａを形成する（図５（ｂ）参照）。このように、本実
施の形態においても、サイドウォール膜１３８ａが矩形
に近い形状となっているので、エッチング中を通じて
０．１μｍの開口径が保たれ、垂直形状の微細接続孔が
形成される。
【００６０】すなわち、本実施の形態に係る微細接続孔
の形成方法によれば、第３の実施の形態すなわち第１の
実施の形態と同様に、微細接続孔がテーパ形状となって
配線ショートを引き起こすようなことがなく、多少の合
わせずれが生じていても、十分な耐圧特性（降伏電圧５
０Ｖ以上）を有する微細接続孔を形成することができ
る。
の形成方法によれば、第３の実施の形態すなわち第１の
実施の形態と同様に、微細接続孔がテーパ形状となって
配線ショートを引き起こすようなことがなく、多少の合
わせずれが生じていても、十分な耐圧特性（降伏電圧５
０Ｖ以上）を有する微細接続孔を形成することができ
る。
【００６１】また、本実施の形態によれば、第３の実施
の形態と同様に、多結晶シリコン膜１３７の上にエッチ
ングストッパ膜１４１を形成するようにしたので、サイ
ドウォール膜１３８を形成する際のエッチバックの終点
を明確に検出することができる。
の形態と同様に、多結晶シリコン膜１３７の上にエッチ
ングストッパ膜１４１を形成するようにしたので、サイ
ドウォール膜１３８を形成する際のエッチバックの終点
を明確に検出することができる。
【００６２】以上、種々の実施の形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、種々変形可能である。例えば、上記の各実施
の形態で示したエッチング等の条件（温度，ガス流量，
ガス流量比等）はあくまで一例に過ぎず、適宜の値に設
定することができる。また、エッチングプラズマ源や装
置構成、サンプル構造およびエッチング等のプロセス条
件についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選
択可能である。
説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、種々変形可能である。例えば、上記の各実施
の形態で示したエッチング等の条件（温度，ガス流量，
ガス流量比等）はあくまで一例に過ぎず、適宜の値に設
定することができる。また、エッチングプラズマ源や装
置構成、サンプル構造およびエッチング等のプロセス条
件についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選
択可能である。
【００６３】但し、サイドウォール膜１０８ａ，１３８
ａを形成する際には、側壁堆積膜１０９，１３９の生成
量を制御することができる低圧・高密度プラズマ発生の
エッチング装置を用いることが望ましい。
ａを形成する際には、側壁堆積膜１０９，１３９の生成
量を制御することができる低圧・高密度プラズマ発生の
エッチング装置を用いることが望ましい。
【００６４】また、上記各実施の形態においては、シリ
コン基板の上に所定の水平距離を隔てるようにしてパタ
ーニングされた２つのゲート電極の間に微細接続孔を形
成する場合についてそれぞれ説明したが、本発明はこれ
に限らず、層間絶縁膜の下に形成された配線に対して微
細接続孔を形成する場合など種々の場合に広く適用する
ことができる。
コン基板の上に所定の水平距離を隔てるようにしてパタ
ーニングされた２つのゲート電極の間に微細接続孔を形
成する場合についてそれぞれ説明したが、本発明はこれ
に限らず、層間絶縁膜の下に形成された配線に対して微
細接続孔を形成する場合など種々の場合に広く適用する
ことができる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る微細接
続孔の形成方法によれば、マスク層の開口の内側に内壁
堆積膜を内側面に有するサイドウォール膜を形成するよ
うにしたので、サイドウォール膜の形状を矩形に近くす
ることができる。よって、絶縁膜をエッチングする際に
サイドウォール膜が後退することがなく、微細接続孔が
テーパ形状となって配線ショートを引き起こすことを改
善でき、良好な微細接続孔を形成することができるとい
う効果を奏する。
続孔の形成方法によれば、マスク層の開口の内側に内壁
堆積膜を内側面に有するサイドウォール膜を形成するよ
うにしたので、サイドウォール膜の形状を矩形に近くす
ることができる。よって、絶縁膜をエッチングする際に
サイドウォール膜が後退することがなく、微細接続孔が
テーパ形状となって配線ショートを引き起こすことを改
善でき、良好な微細接続孔を形成することができるとい
う効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微細接続孔の
形成方法の各工程を表す断面図である。
形成方法の各工程を表す断面図である。
【図２】図１に続く各工程を表す断面図である。
【図３】図２に続く各工程を表す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る微細接続孔の
形成方法の各工程を表す断面図である。
形成方法の各工程を表す断面図である。
【図５】図４に続く各工程を表す断面図である。
【図６】本発明に係る微細接続孔の形成方法において使
用するＲＦバイアス印加型ＥＣＲ高密度プラズマエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。
用するＲＦバイアス印加型ＥＣＲ高密度プラズマエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る微細接続孔の形成方法において使
用するＭＣＲタイプの高密度プラズマエッチング装置の
構成を示す概略断面図である。
用するＭＣＲタイプの高密度プラズマエッチング装置の
構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る微細接続孔の形成方法において使
用するＩＣＰタイプの高密度プラズマエッチング装置の
構成を示す概略断面図である。
用するＩＣＰタイプの高密度プラズマエッチング装置の
構成を示す概略断面図である。
【図９】従来の微細接続孔の形成方法の一工程を表す断
面図である。
面図である。
【図１０】従来の微細接続孔の形成方法の一工程を表す
断面図である。
断面図である。
１１…マグネトロン、１２…導波管、１３…石英ベルジ
ャ、１４…ソレノイドコイル、１５，２５，３５…ウェ
ハ、１７，２７，３７…ウェハステージ、１８，２１，
２８，３３，３８…高周波電源、２９…上部電極、３０
…側壁電極、３１…誘導結合コイル、３２…石英板、１
０１，１３１，２０１…シリコン基板、１０２，１３
２，２０２…ゲート酸化膜、１０３，１３３，２０３…
多結晶シリコン層、１０４，１３４，２０４…ＷＳｉX
層、１０５，１３５，２０５…サイドウォール膜、１０
６，１３６，２０６…層間絶縁膜、１０６ａ，１３６
ａ，２０６ａ…微細接続孔、１０７，１３７，２０７…
多結晶シリコン膜、１０７ａ，１３７ａ，２０７ａ…開
口、１０８，１３８…多結晶シリコン膜、１０８ａ，１
３８ａ，２０８ａ…サイドウォール膜、１０９，１３９
…側壁堆積膜、１１０ａ，１１０ｂ，１４０ａ，１４０
ｂ，２１０ａ，２１０ｂ…ゲート電極、１２１，１２
２，１５２…フォトレジスト膜、１４１…エッチングス
トッパ膜
ャ、１４…ソレノイドコイル、１５，２５，３５…ウェ
ハ、１７，２７，３７…ウェハステージ、１８，２１，
２８，３３，３８…高周波電源、２９…上部電極、３０
…側壁電極、３１…誘導結合コイル、３２…石英板、１
０１，１３１，２０１…シリコン基板、１０２，１３
２，２０２…ゲート酸化膜、１０３，１３３，２０３…
多結晶シリコン層、１０４，１３４，２０４…ＷＳｉX
層、１０５，１３５，２０５…サイドウォール膜、１０
６，１３６，２０６…層間絶縁膜、１０６ａ，１３６
ａ，２０６ａ…微細接続孔、１０７，１３７，２０７…
多結晶シリコン膜、１０７ａ，１３７ａ，２０７ａ…開
口、１０８，１３８…多結晶シリコン膜、１０８ａ，１
３８ａ，２０８ａ…サイドウォール膜、１０９，１３９
…側壁堆積膜、１１０ａ，１１０ｂ，１４０ａ，１４０
ｂ，２１０ａ，２１０ｂ…ゲート電極、１２１，１２
２，１５２…フォトレジスト膜、１４１…エッチングス
トッパ膜
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板の上に少なくとも絶縁膜を形
成する工程と、 この絶縁膜の上に開口を有するマスク層を形成する工程
と、 このマスク層の開口の内側に内壁堆積膜を内側面に有す
るサイドウォール膜を形成する工程と、 このサイドウォール膜が形成された前記マスク層をエッ
チングマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記マ
スク層の開口よりも小さい径の微細接続孔を形成する工
程とを含むことを特徴とする微細接続孔の形成方法。 - 【請求項２】 前記サイドウォール膜は、前記マスク層
を形成したのち、前記マスク層の上に前記サイドウォー
ル膜を構成する材料膜を形成し、この材料膜をエッチバ
ックすることにより形成することを特徴とする請求項１
記載の微細接続孔の形成方法。 - 【請求項３】 前記エッチバック工程において、酸素ガ
スの流量を増加させることにより、前記サイドウォール
膜の内側面に酸化物を少なくとも含有する内壁堆積膜を
生成させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の
微細接続孔の形成方法。 - 【請求項４】 前記エッチバック工程において、エッチ
ングチャンバ内に石英を含む構成材を配置し、この石英
を含む構成材のスパッタ量を大きくすることにより、前
記サイドウォール膜の内側面に酸化物を少なくとも含有
する内壁堆積膜を生成させるようにしたことを特徴とす
る請求項２記載の微細接続孔の形成方法。 - 【請求項５】 前記サイドウォール膜は、多結晶シリコ
ンにより構成することを特徴とする請求項１記載の微細
接続孔の形成方法。 - 【請求項６】 前記サイドウォール膜を形成する工程
は、 前記マスク層を形成したのち、前記マスク層の上にエッ
チングストッパ膜を形成する工程と、 このエッチングストッパ膜の上に前記サイドウォール膜
を構成する材料膜を形成し、前記エッチングストッパ膜
をエッチングストッパとしてこの材料膜をエッチバック
する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の微細
接続孔の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23134196A JPH1065003A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 微細接続孔の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23134196A JPH1065003A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 微細接続孔の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065003A true JPH1065003A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16922120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23134196A Pending JPH1065003A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 微細接続孔の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1065003A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335275B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-01-01 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for forming contact holes and semiconductor device fabricated using the same |
| WO2002033747A1 (fr) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque de structure en double damasquinage |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP23134196A patent/JPH1065003A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335275B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-01-01 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for forming contact holes and semiconductor device fabricated using the same |
| WO2002033747A1 (fr) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque de structure en double damasquinage |
| JP2002124568A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-04-26 | Tokyo Electron Ltd | デュアルダマシン構造のエッチング方法 |
| US7326650B2 (en) | 2000-10-18 | 2008-02-05 | Tokyo Electron Limited | Method of etching dual damascene structure |
| KR100810788B1 (ko) | 2000-10-18 | 2008-03-06 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 듀얼 다마신 구조의 에칭 방법 |
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