JPS61292916A - コンタクト孔形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ＬＳＩ等の半導体装置の電極形成又は配線
形成に用いられるコンタクト孔形成法の改良に関するも
のである。

〔発明の概要〕

この発明は、絶縁膜上に所望の開口部を有するエツチン
グマスクを配置した状態で等方性ドライエツチング及び
異方性ドライエツチングを順次に実施することによりな
だらかな段差をもつコンタクト孔を形成するようにした
ものである。この発明によれば、コンタクト孔の段差部
における電極材又は配線材の被覆性を改善することがで
き、しかも工程が簡単である。

〔従来の技術〕

従来、ＬＳＩ等の高集積化デバイスの電極・配線形成に
おいて、微細なコンタクト孔を形成する手段としては、
反応性イオンエツチング等のドライエツチングが広く利
用されている。

ドライエツチングを用いてコンタクト孔を形成した場合
、コンタクト孔の内外にわたる段差が急峻となるため、
Ａ１等の電極φ配線金属の被覆性（ステップカバレッジ
）が悪化するという問題がある。

このような問題を解決するため、コンタクト孔の段差部
をラウンドエッチする方法が帰られている。この種の方
法の一例を第５図乃至第７図に示す、まず、第５図に示
すように、半導体基板１をおおう５ｉ０２等の絶縁膜２
をホトレジスト等のエツチングマスク３を介してＣＦ４
＋Ｈ２，による反応性イオンエウチングにより選択的に
除去してコンタクト孔４を形成する０次に、エツチング
マスク３を除去した後、０３Ｆ８＋Ｈ２による反応性イ
オンエツチングを実施することにより第６図に示すよう
にコンタクト孔４の段差部４Ａを丸める。この場合、エ
ツチング中に生ずるポリマー堆積層５が段差部４Ａ以外
をマスクするように作用する。この後、ポリマー堆積層
５を除去してからＡ１等の電極金属を被着し、パターニ
ングすることにより第７図に示すように基板表面に電気
接融する電極層６を形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来法によると、段差部における金属の被覆性
を改善できるが、（イ）ポリマー堆積層５を除去するな
ど工程的に複雑である。（ロ）第６図のエツチングでは
特殊のエツチング環・象を利用しているため、エツチン
グ制御が容易でなく、再現性が良好でない等の問題点が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記した問題点を解決するためになされた
ものであって、電極材又は配線材の被覆性を改善しうる
簡単且つ再現性の良いプロセスを提供することを目的と
するものである。

この発明によるコンタクト孔形成法は、半導体基板又は
電極層等の導電体の表面をおおう絶縁膜の上に、所望の
コンタクト孔に対応する開口部を有するエツチングマス
クを配置した後、このエツチングを用いて等方性ドライ
エツチングを実施して絶縁膜にエツチングマスクの開口
部に対応した四部を形成し、しかる後同じエツチングマ
スクを用いて異方性ドライエツチングを実施して絶縁膜
に四部に連続したコンタクト孔を形成するようにしたも
のである。

〔作用〕

この発明の方法によれば１等方性ドライエツチングによ
り凹部を形成するので、この凹部は必ずエツチングマス
クの開口部より大きくなる。この時のエツチング量は、
絶縁膜の厚さに対し１局〜局の厚さになる様に時間で設
定する事が可能である。また、異方性ドライエツチング
によりコンタクト孔を形成するので、このコンタクト孔
はエツチングマスクの開口部とほぼ同じ大きさになる。

従って、凹部に連続したコンタクト孔は、その上部が凹
部によって広げられた形になり、段差の急峻性が緩和さ
れる。

〔実施例〕

第１図乃至第４図は、この発明の一実施例による配線形
成工程を示すもので、各々の図番に対応する工程（１）
〜（４）を順次に説明する。

（１）まず、シリコン等の半導体基板１０をおおうシリ
コンオキサイド等の絶縁膜１２の上に、所望のコンタク
ト孔に対応する開口部１４Ａを有するホトレジスト等の
エツチングマスク１４を慣用の方法で形成する。

（２）次に、エツチングマスク１４を用いてイオンの方
向性を持たないエツチング装置、例えば円筒型エツチン
グ装置等によりＳ　ｉ０２の等方性ドライエツチングを
所定のエツチング量だけ実施して絶縁膜１２に開口部１
４Ａに対応した凹部ｌＢを形成する。この凹部１６は、
サイドエッチが入るため、開口部１４Ａより大きく形成
される。

（３）次に、エツチングマスク１４を用いて反応性イオ
ンエツチング装置又は平行平板型プラズマエツチング装
置により異方性のドライエツチングを実施して絶縁膜１
２に凹部ｌＢにＭ統したコンタクト孔１８を形成する。

このコンタクト孔１８は、サイドエッチが殆ど入らない
ため、開口部１４Ａとほぼ同じ大きさで形成される。

第３図の異方性ドライエツチングは、第２図の等方性ド
ライエツチングを所定の時間性なった後、別の反応性イ
オンエツチング装置又は千特平板型プラズマエツチング
装置にて行なうことができる。また、装置を工夫すれば
、同一装置内に１つはイオンの方向性のないラジカル主
導のエッチング装置（例えば円筒型エツチング装置）と
、もう１つは異方性エツチングが可能な反応性イオンエ
ツチング装置又は平行平板型プラズマエツチング装置と
を別々のチャンバとして並設することができ、このよう
にすれば、上記２段エツチングを同一装置内で連続的に
行なえ、工程の簡略化が可能となる。

（４）慣用の方法でエツチングマスク１４を除去した後
、基板上全面にＡＩ又はＡ１合金等の電極金属を蒸着法
、スパッタ法等の任意の方法で被着する。

このとき、コンタクト孔１日の上部は、凹部１８によっ
て広げられた形になっているので、段差がなだらかであ
り、段切れ等のない良好な被覆状態となる。この後、周
知のホトリソグラフィ技術により電極金属を適宜バター
ニングして電極層２０を得る。この電極層２０は、前述
の凹部ｌＢ及びコンタクト孔１日を介して基板表面に電
気的に接触するものである。

上記実施例では、基板表面に対する電極形成についてこ
の発明を説明したが、この発明は、多層配線構造におい
て層間絶縁膜に上下配線層の相互接触を可能にするコン
タクト孔を形成する場合にも適用しうるちのである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、絶縁膜上に所望の開
口部を有するエツチングマスクを配置した状態で等方性
ドライエツチング及び異方性ドライエツチングを順次に
実施して上部が広がった形のコンタクト孔を形成するよ
うにしたので、次のような優れた作用効果が得られる。

（１）コンタクト孔の上部がなだらかな段差を有するの
で、段差部における電極材又は配線材の被覆性が改善さ
れ、製造歩留及び信頼性が向上する。

（２）従来法に比べて工程が簡略であり、同一エツチン
グ装置を用いて等方性及び異方性の連続エツチングを行
なうようにすれば、工程は一層簡単になる。

（３）特殊なエツチング現象を利用したものでないので
、エツチング制御が容易で、再現性が良好である。

（４）等方性エツチングによるエッチ深さを適宜制御す
ることによりコンタクト孔の大きさや絶縁膜の厚さに応
じた最適の段差形状を定めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、この発明の一実施例による電極形
成工程を示す基板断面図、 第５図乃至第７図は、従来の電極形成工程を示す基板断
面図である。 １０・・・半導体基板、１２・・・絶縁膜、１４・・・
エツチングマスク、１６・・・凹部、１８・・・コンタ
クト孔、２０・・・電極層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）導電体の表面をおおう絶縁膜の上に、所望のコン
   タクト孔に対応する開口部を有するエッチングマスクを
   配置する工程と、 （ｂ）前記エッチングマスクを用いた等方性ドライエッ
   チングにより前記絶縁膜に前記開口部に対応した凹部を
   形成する工程と、 （ｃ）前記エッチングマスクを用いた異方性ドライエッ
   チングにより前記絶縁膜に前記凹部に連続したコンタク
   ト孔を形成する工程と を含むコンタクト孔形成法。