JPS63296353A - コンタクトホ−ル形成方法 - 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 本発明は半導体装置のコンタクトホール形成方法に関す
るものである。

従来の技術 近年、コンタクトホールの形成に関しては、後工程の配
線用金属膜の堆積状態をよくするため、その形状が重要
視されている。一般に金属膜の堆゛積状態はコンタクト
ホールの上端部の形状で微妙に影響され、コンタクトホ
ール内への堆積状態が悪い時に起こる金属配線の断線を
ふせぐ手段として、１つは不純物を含んでいる酸化膜を
エツチングし、コンタクトホールを形成した後、熱処理
を加えて、コンタクト孔端部の角ばった部分を丸めてコ
ンタクトホール内の堆積状態を向上させていた。また他
の手段として、コンタクトホールをエツチングする際に
側壁に角度をつけるエツチングを行ない、同様に堆積状
態の向上をはかつていた。

以下図面を参照しながら、上述した従来のコンタクトホ
ール形成方法の第１の従来例について説明する。第２図
（ａ）　において、１は所望のパターニングされている
フォトレジスト、２は不純物を含んでいる酸化膜、３は
Ｓｉ基板である。第２図０））ではフォトレジスト１を
マスクとして酸化膜２をフロン系のガスを用いて異方性
エツチングを行ったもので、第２図（Ｃ）はフォトレジ
スト１を除去した後の断面を示している。第２図（ｄ）
では不純物を含んだ酸化膜２を、高温で磯処理した後の
断面をしめしている。

次に従来のコンタクトホール形成方法の第２の従来例に
ついて説明する。第３図（、）において、４は所望のバ
ターニングがされているフォトレジスト、５は酸化膜で
あシ、６はＳｉ基板である。第３図（ｂ）はフォトレジ
スト４をマスクとして酸化膜５をフロン系のガスを用い
て異方性エツチングを行なった時の断面図である。第３
図（Ｃ）はフロン系のガスと酸素ガスの混合ガスを用い
て、フォトレジスト４を等方性エツチングして横方向に
後退させながら酸化膜５を異方性エツチングすることで
、コンタクトホールの孔端部７に角度をつけた結果の断
面を示す図である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第１の従来例では、隣接したコンタ
クトホール間の距離が近くなると熱処理の際溶融した酸
化膜が流れ込む場をうしなって、コンタクトホール形状
は第２図（ｄ）に示すようにオーバハング状態となシ、
ホール下部にくらべ中間部の寸法は小さくなる。そのた
め金属嘆堆積の際断線を起こすという問題があった。ま
た第２の従来例では、レジストを後退させる手段として
フロン系のガスに酸素ガスを多量に混合させてエツチン
グするため、下地のＳｉ基板との選択比が悪く、Ｓｉ基
板を深くエツチングしてしまうという問題点を有してい
た。

本発明は上記問題点に鑑み、コンタクトホール形状がホ
ールとホールの間の距離に関係なく下地との選択比を十
分保ちながら良好なコンタクトホール形状が得られる、
コンタクトホール形成方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のコンタクトホール
形成方法は、半導体基板上に層間絶縁膜をあらかじめ層
間、絶縁膜の全面エツチング条件に備え所望の膜厚より
厚めに堆積し、フォトレジストをマスクとして下地シリ
コンにオーバーエッチをかけずに所定の形状にコンタク
トホールを形成し、フォトレジストを剥離した後、層間
絶縁膜と下地シリコンの選択比の良好なエツチング条件
で層間絶縁膜を全面エツチングしオーバーエッチをかけ
ることによシ所定の形状のコンタクトホールを所定の膜
厚の層間絶縁膜に形成するものである。

作　　　用 本発明では所定のコンタクトホール形状を得るために使
用するエツチング条件と、コンタクトホールを確実に開
孔するだめのオーバーエツチングのエツチング条件を完
全に分離できるため、所定のコンタクトホール形状を得
るだめのエツチング条件において層間絶縁膜と下地シリ
コンの選択比が小さくとも全く問題にならず、また、オ
ー・（−エツチングは選択比の大きなエツチング条件で
十分に行なうことが可能となる。

実施例 以下本発明の実施例のコンタクトホール形成方法につい
て、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実
施例におけるコンタクトホール形成方法の工程断面図で
ある。第１図（、）において１１はｐ型シリコン（１０
０）基板、１２はシリコン基板に形成されたｎ＋拡散層
、１３は層間絶縁膜として減圧ＣＶＤ法で形成した膜厚
８０００人のシリコン酸化膜、１４はコンタクトホール
のパターン出しを行なった膜厚１．２μｍのフォトレジ
ストである。最終的には層間絶縁膜は６０００人程度入
槽わないが、全面オーバーエッチ工程での減少分を２０
００人と見″Ｘｂ、厚めに堆積している。

まず、フォトレジスト１４をマスクとしてシリコン酸化
膜を反応性イオンエツチング法で５０００人蚕直な形状
にエツチングする。この第１のエツチング条件としては
例えばＣＨＦ３ガス５０　Ｂｅａｍ。

０２ガス５　ｓｃｃｍ、真空度４００ｍＴｏｒｒ、　Ｒ
Ｆ　ノ：ｒ）−３００Ｗとする（第１図（ｂ））。

次にフォトレジスト１４をマスクとしてフォトレジスト
を横方向に後退させながら、シリコン酸化膜１３をこれ
も別条性の反応性イオンエツチングで２５０ｏ人エツチ
ングし孔端部に角度をつけた形状を形成する（第１図（
Ｃ））。この第２のエツチング条件は例えばＣＨＦ　３
ガス６ｏ１１ｃｃｍ、ｏ２ガス４０　ｓｃｃｍ、圧力４
００ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー３００Ｗである。フォトレ
ジスト１４の横方向への後退を利用し、コンタクトホー
ル上端部に角度をつける為、ｏ２ガスの流量を大きくし
ている。このエツチング条件ではｏ２ガスを増やした為
シリコン酸化膜とシリコン基板の選択比は小さいが、本
方法では６００人程鹿のシリコン酸化膜がコンタクトホ
ール上にこの時点で残存している為、選択比は全く問題
にならない。

次にフォトレジスト１４を除去しく第１図（ｄ）　）　
１シリコン酸化膜１３を２０００人全面エフチングし結
果として所定のａｏｏｏ人の層間絶縁膜を得る（第１図
（ｅ））。このときのエツチング条件は前述の第１のエ
ツチング条件と同じである。異方性エツチングであるた
め、前工程までのコンタクトホール形状はそのまま維持
され、またｏ２ガス流量は小さく抑えである為、シリコ
ン酸化膜とシリコン基板の選択比は大きく、この場合シ
リコン酸化膜１５００人のオーバーエツチングが下地シ
リコンにかかることになるが下地シリコン基板はほとん
ど（１００人程度）エツチングされない。

この後の工程については省略するが、コンタクトホール
上端部に角度がついている為、金属膜を断線なく堆積で
き、またオーバーエツチングを十分にできるため、下地
シリコンと金属膜の接触状態も非常に良好である。

また、ここではフォトレジストをマスクとして第１．第
２の２つの異なるエツチング条件で層間絶縁膜をエツチ
ングしたが、第２のエツチング条件のみでコンタクトホ
ール形状を制御する場合も全く同様の効果が得られる。

発明の効果 このように本発明は半導体基板上にあらかじめオーバー
エッチ分だけ厚めに堆積した層間絶縁膜を、フォトレジ
ストをマスクとして所定の形状にエツチングする工程と
レジスト除去後、異方性の強い条件で層間絶縁膜を全面
オーバーエツチングする工程により下地シリコンのエツ
チングを最小限にしながら、所定のコンタクトホール形
状を得るものである。コンタクトホール形状制御のエツ
チングによシ最適なコンタクトホール形状を得、それと
全く分離されたオーバーエツチングの為だけのエツチン
グによシ、十分な半導体基板と金属配線の接触を保証す
る極めて工業的測置の高い方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図（−）〜（、）は本発明におけるコンタクトホー
ル形成方法の一実施例の工】断面図、第２図（ａ）〜（
ｄ）と第３図体）〜（Ｃ）は従来のコンタクトホール形
成方法の工程断面図である。 １１・・・・・・ｐ型（１００）シリコン基板、１２・
・・・・・ｎ＋拡散層、１３・・・・・・シリコン酸化
膜、１４・・・・・・フォトレジスト。 ｌ　ｌ　図　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｔ−ｒ
’型−シリコン第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に層間絶縁膜を堆積する工程とフォ
   トレジストをマスクとして層間絶縁膜を途中までエッチ
   ングし所定の形状にコンタクトホールを形成する工程と
   フォトレジストを剥離した後層間絶縁膜の全面エッチン
   グを行ないコンタクトホール底部の層間絶縁膜を除去す
   る工程とを含むことを特徴とするコンタクトホール形成
   方法。
2. （２）フォトレジストをマスクとしてコンタクトホール
   に角度をつけて層間絶縁膜をエッチングすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のコンタクトホール形
   成方法。
3. （３）フォトレジストをマスクとして垂直に層間絶縁膜
   をエッチングした後、さらにフォトレジストをマスクと
   して角度をつけて前記層間絶縁膜をエッチングすること
   で、前記層間絶縁膜を途中までエッチングすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンタクトホール
   形成方法。