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JPH07321204A - Semiconductor device and manufacture - Google Patents

Semiconductor device and manufacture

Info

Publication number
JPH07321204A
JPH07321204A JP6138099A JP13809994A JPH07321204A JP H07321204 A JPH07321204 A JP H07321204A JP 6138099 A JP6138099 A JP 6138099A JP 13809994 A JP13809994 A JP 13809994A JP H07321204 A JPH07321204 A JP H07321204A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
interlayer insulating
wiring layer
relatively
insulating film
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
JP6138099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Tsukamoto
雅則 塚本
Tetsuji Nagayama
哲治 長山
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6138099A priority Critical patent/JPH07321204A/en
Publication of JPH07321204A publication Critical patent/JPH07321204A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a through contact construction having high reliability at the contacts between interconnection layers. CONSTITUTION:On the occasion of etching interlayer insulating films 12 and 14 and etching an interconnection layer 13 in the direction of its film thickness up to its midway part, etching is performed on condition of high etching selection ratios of the interlayer insulating films 12 and 14 to the interconnection layer 13. Only on the occasion of etching penetrating the wiring layer 13, it is performed on condition of these etching selection ratios being low. As a result of this, a part penetrating the interconnection layer 13 of a contact hole 15 becomes to have a forward tapering shape, and the contact area of this wiring layer 13 with an interconnection layer 16 is wide, even if the film thickness of the layer 13 is thin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、所謂貫通コンタク
ト構造を有する半導体装置及びその製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a so-called through contact structure and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】3層以上の配線層を同時に接続すること
ができるために、コンタクト孔の開口工程の削減や所要
面積の縮小等に有効な構造として、シェアドコンタクト
構造や所謂貫通コンタクト構造が知られている。
2. Description of the Related Art A shared contact structure or a so-called through contact structure is known as a structure effective for reducing the number of steps for opening contact holes and reducing the required area because three or more wiring layers can be simultaneously connected. Has been.

【0003】図6は、これらのうちのシェアドコンタク
ト構造を示している。このシェアドコンタクト構造を形
成するためには、下地(図示せず)上で第1層目の配線
層11をパターニングし、この配線層11を層間絶縁膜
12で覆う。そして、層間絶縁膜12上で第2層目の配
線層13をパターニングし、この配線層13を層間絶縁
膜14で覆う。
FIG. 6 shows a shared contact structure among them. In order to form this shared contact structure, the first wiring layer 11 is patterned on a base (not shown), and this wiring layer 11 is covered with an interlayer insulating film 12. Then, the second wiring layer 13 is patterned on the interlayer insulating film 12, and the wiring layer 13 is covered with the interlayer insulating film 14.

【0004】その後、配線層13をストッパにして層間
絶縁膜14、12を連続的にエッチングして、配線層1
1に達するコンタクト孔15を開口する。そして、コン
タクト孔15内で配線層11、13の両方に接触する第
3層目の配線層16を、層間絶縁膜14上でパターニン
グする。
After that, the interlayer insulating films 14 and 12 are continuously etched by using the wiring layer 13 as a stopper, and the wiring layer 1
The contact hole 15 reaching 1 is opened. Then, the third wiring layer 16 that contacts both the wiring layers 11 and 13 in the contact hole 15 is patterned on the interlayer insulating film 14.

【0005】図7は、貫通コンタクト構造を示してい
る。この貫通コンタクト構造の形成に際しても、層間絶
縁膜14の形成までは、シェアドコンタクト構造の場合
と実質的に同様の工程を実行する。そして、層間絶縁膜
14、配線層13及び層間絶縁膜12を連続的にエッチ
ングして、配線層13を貫通して配線層11に達するコ
ンタクト孔15を開口した後、層間絶縁膜14上で第3
層目の配線層16をパターニングする。
FIG. 7 shows a through contact structure. Also in the formation of this through contact structure, substantially the same steps as in the case of the shared contact structure are executed until the formation of the interlayer insulating film 14. Then, the interlayer insulating film 14, the wiring layer 13, and the interlayer insulating film 12 are continuously etched to form a contact hole 15 penetrating the wiring layer 13 and reaching the wiring layer 11, and thereafter, a first layer is formed on the interlayer insulating film 14. Three
The wiring layer 16 of the first layer is patterned.

【0006】ところで、図6に示したシェアドコンタク
ト構造では、コンタクト孔15の径が小さくてこの径に
対するリソグラフィの合わせ精度が低い場合は、配線層
13がコンタクト孔15から位置ずれする可能性があ
る。従って、配線層13、16間のコンタクトにおける
信頼性と微細度との両方を同時に高めることが難しい。
By the way, in the shared contact structure shown in FIG. 6, when the diameter of the contact hole 15 is small and the alignment accuracy of lithography with respect to this diameter is low, the wiring layer 13 may be displaced from the contact hole 15. . Therefore, it is difficult to improve both reliability and fineness of contact between the wiring layers 13 and 16 at the same time.

【0007】これに対して、図7に示した貫通コンタク
ト構造では、コンタクト孔15が配線層13を貫通して
いるので、配線層13がコンタクト孔15から位置ずれ
する可能性はない。従って、コンタクト孔15の径を小
さくして、微細度を高めることができる。
On the other hand, in the through contact structure shown in FIG. 7, since the contact hole 15 penetrates the wiring layer 13, there is no possibility that the wiring layer 13 will be displaced from the contact hole 15. Therefore, the diameter of the contact hole 15 can be reduced and the fineness can be increased.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7から明ら
かな様に、配線層13、16はコンタクト孔15内に露
出している配線層13の側面でしか互いに接触していな
いので、この接触面積が狭く、配線層13、16間のコ
ンタクトにおける信頼性が依然として低い。
However, as apparent from FIG. 7, since the wiring layers 13 and 16 are in contact with each other only on the side surface of the wiring layer 13 exposed in the contact hole 15, this contact is made. Since the area is small, the reliability of the contact between the wiring layers 13 and 16 is still low.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置
は、下層及び上層の層間絶縁膜12、14、25、2
7、32とこれらの層間絶縁膜12、14、25、2
7、32の間に設けられている配線層13、26、31
とをコンタクト孔15、51が貫通しており、このコン
タクト孔15、51内に前記配線層13、26、31が
露出している半導体装置において、前記コンタクト孔1
5、51のうちで前記配線層13、26、31を貫通し
ている部分が、前記下層の層間絶縁膜12、25、27
側から前記上層の層間絶縁膜14、27、32側へ向か
って広がる順テーパ状であることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: interlayer insulating films 12, 14, 25, 2 of lower and upper layers.
7, 32 and their interlayer insulating films 12, 14, 25, 2
Wiring layers 13, 26, 31 provided between 7, 32
In the semiconductor device in which the contact holes 15 and 51 pass through and the wiring layers 13, 26 and 31 are exposed in the contact holes 15 and 51, the contact hole 1
The portions of the wirings 5, 51 that penetrate the wiring layers 13, 26, 31 are the lower interlayer insulating films 12, 25, 27.
It is characterized in that it has a forward tapered shape that spreads from the side toward the upper interlayer insulating films 14, 27, 32.

【0010】請求項2の半導体装置の製造方法は、下層
及び上層の層間絶縁膜12、14、25、27、32と
これらの層間絶縁膜12、14、25、27、32の間
に設けられている配線層13、26、31とをコンタク
ト孔15、51が貫通しており、このコンタクト孔1
5、51内に前記配線層13、26、31が露出してい
る半導体装置の製造方法において、前記コンタクト孔1
5、51のパターンのマスク層17、33をマスクにし
て、前記配線層13、26、31に対する前記層間絶縁
膜12、14、25、27、32のエッチング選択比が
相対的に高い条件で、前記上層の層間絶縁膜14、2
7、32に対するエッチングを行う工程と、前記上層の
層間絶縁膜14、27、32に対するエッチングの後
に、前記マスク層17、33をマスクにして、前記エッ
チング選択比が相対的に高い条件で、前記配線層13、
26、31に対する第1のエッチングを行って、この配
線層13、26、31の断面を凹状にする工程と、前記
配線層13、26、31に対する第1のエッチングの後
に、前記マスク層17、33をマスクにして、前記エッ
チング選択比が相対的に低い条件で、前記下層の層間絶
縁膜12、25、27が露出するまで前記配線層13、
26、31に対する第2のエッチングを行う工程と、前
記マスク層17、33をマスクにして、前記エッチング
選択比が相対的に高い条件で、前記下層の層間絶縁膜1
2、25、27に対するエッチングを行う工程とを有す
ることを特徴としている。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, the lower and upper interlayer insulating films 12, 14, 25, 27 and 32 are provided between the interlayer insulating films 12, 14, 25, 27 and 32. The contact holes 15 and 51 penetrate through the wiring layers 13, 26 and 31 which are formed.
In the method of manufacturing a semiconductor device in which the wiring layers 13, 26 and 31 are exposed in the portions 5, 51, the contact hole 1
Using the mask layers 17 and 33 having the patterns of 5 and 51 as masks, the etching selection ratio of the interlayer insulating films 12, 14, 25, 27 and 32 to the wiring layers 13, 26 and 31 is relatively high, The upper interlayer insulating films 14 and 2
After performing the step of etching 7 and 32 and the etching of the upper interlayer insulating films 14, 27 and 32, the mask layers 17 and 33 are used as a mask under the condition that the etching selection ratio is relatively high. Wiring layer 13,
After the first etching of the wiring layers 13, 26, 31 by performing a first etching on the wiring layers 13, 26, 31 and the first etching of the wiring layers 13, 26, 31, the mask layer 17, 33 as a mask under the condition that the etching selection ratio is relatively low, the wiring layer 13, until the lower interlayer insulating films 12, 25, 27 are exposed.
The step of performing the second etching on 26 and 31 and the lower interlayer insulating film 1 under the condition that the etching selection ratio is relatively high using the mask layers 17 and 33 as a mask.
2, 25 and 27 are etched.

【0011】請求項3の半導体装置の製造方法は、請求
項2の半導体装置の製造方法において、前記エッチング
のためのガスとして、フルオロカーボン系のガスを用
い、このガス中の炭素の割合を相対的に高くすることに
よって前記エッチング選択比を相対的に高くし、前記ガ
ス中の弗素の割合を相対的に高くすることによって前記
エッチング選択比を相対的に低くすることを特徴として
いる。
A method for manufacturing a semiconductor device according to a third aspect is the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein a fluorocarbon-based gas is used as the gas for the etching, and a ratio of carbon in the gas is relatively set. It is characterized in that the etching selectivity is relatively high by increasing the ratio to a relatively high value, and the etching selectivity is relatively low by increasing the ratio of fluorine in the gas relatively.

【0012】請求項4の半導体装置の製造方法は、請求
項2の半導体装置の製造方法において、前記エッチング
のためのガスとして、酸素を添加したフルオロカーボン
系のガスを用い、このガス中の酸素の割合を相対的に低
くすることによって前記エッチング選択比を相対的に高
くし、前記ガス中の酸素の割合を相対的に高くすること
によって前記エッチング選択比を相対的に低くすること
を特徴としている。
A method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect is the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein a fluorocarbon-based gas to which oxygen is added is used as the etching gas, and oxygen in the gas is added. It is characterized in that the etching selection ratio is made relatively high by making the ratio relatively low, and the etching selection ratio is made relatively low by making the ratio of oxygen in the gas relatively high. .

【0013】請求項5の半導体装置の製造方法は、請求
項2の半導体装置の製造方法において、前記エッチング
のためのガスとして、フルオロカーボン系のガスを用
い、前記エッチングを行うチャンバ41の内壁における
シリコン42の露出面積を相対的に大きくすることによ
って前記エッチング選択比を相対的に高くし、前記露出
面積を相対的に小さくすることによって前記エッチング
選択比を相対的に低くすることを特徴としている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth aspect is the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein a fluorocarbon-based gas is used as a gas for the etching, and silicon on an inner wall of a chamber 41 for performing the etching is used. By making the exposed area of 42 relatively large, the etching selection ratio is relatively high, and by making the exposed area relatively small, the etching selection ratio is relatively low.

【0014】[0014]

【作用】請求項1の半導体装置では、コンタクト孔1
5、51のうちで配線層13、26、31を貫通してい
る部分が順テーパ状であるので、この配線層13、2
6、31の膜厚が薄くても、この配線層13、26、3
1とコンタクト孔15、51を埋めている別の配線層1
6、52との接触面積が広い。
In the semiconductor device according to claim 1, the contact hole 1
Since the portions of the wirings 5, 51 that penetrate the wiring layers 13, 26, 31 are forward tapered, the wiring layers 13, 2
Even if the film thicknesses of 6, 31 are thin, the wiring layers 13, 26, 3
1 and another wiring layer 1 filling the contact holes 15 and 51
The contact area with 6, 52 is wide.

【0015】請求項2の半導体装置の製造方法では、層
間絶縁膜12、14、25、27、32に対するエッチ
ング及び配線層13、26、31に対する第1のエッチ
ングに際しては、配線層13、26、31に対する層間
絶縁膜12、14、25、27、32のエッチング選択
比が相対的に高い条件で行っており、配線層13、2
6、31に対する第2のエッチングに際してのみ、この
エッチング選択比が相対的に低い条件で行っているの
で、コンタクト孔15、51のうちで層間絶縁膜12、
14、25、27、32を貫通する部分は異方的形状に
なり、配線層13、26、31を貫通する部分は自己整
合的に順テーパ状になる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, when the interlayer insulating films 12, 14, 25, 27, 32 are etched and the wiring layers 13, 26, 31 are first etched, the wiring layers 13, 26, It is performed under the condition that the etching selection ratio of the interlayer insulating films 12, 14, 25, 27 and 32 with respect to 31 is relatively high.
Since the etching selectivity is relatively low only when the second etching is performed on the layers 6 and 31, the interlayer insulating film 12 of the contact holes 15 and 51,
The portions penetrating 14, 25, 27 and 32 have an anisotropic shape, and the portions penetrating the wiring layers 13, 26 and 31 have a forward tapered shape in a self-aligning manner.

【0016】請求項3の半導体装置の製造方法では、フ
ルオロカーボン系のガス中における炭素の割合を高くす
れば、炭素系化合物の堆積が多くなると共に、弗素ラジ
カルの発生量が少なくなる。この結果、配線層13、2
6、31に対する保護膜としての炭素系化合物の膜厚が
厚くなると共に、配線層13、26、31に対するエッ
チング種としての弗素ラジカルが少なくなるので、配線
層13、26、31に対する層間絶縁膜12、14、2
5、27、32のエッチング選択比が高くなる。逆に、
弗素の割合を高くすれば、このエッチング選択比が低く
なる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the present invention, if the proportion of carbon in the fluorocarbon-based gas is increased, the deposition of the carbon-based compound increases and the amount of fluorine radicals generated decreases. As a result, the wiring layers 13 and 2
Since the film thickness of the carbon-based compound as the protective film for 6 and 31 is increased and the fluorine radicals as etching species for the wiring layers 13, 26 and 31 are reduced, the interlayer insulating film 12 for the wiring layers 13, 26 and 31 is reduced. , 14, 2
The etching selection ratio of 5, 27 and 32 is increased. vice versa,
The higher the proportion of fluorine, the lower this etching selectivity ratio.

【0017】請求項4の半導体装置の製造方法では、酸
素を添加したフルオロカーボン系のガス中における酸素
の割合を低くすれば、このガスの解離が抑制される。こ
の結果、配線層13、26、31に対するエッチング種
としての弗素ラジカルが少なくなるので、配線層13、
26、31に対する層間絶縁膜12、14、25、2
7、32のエッチング選択比が高くなる。逆に、酸素の
割合を高くすれば、このガスの解離が促進されて、エッ
チング選択比が低くなる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect, dissociation of oxygen-containing fluorocarbon gas can be suppressed by reducing the proportion of oxygen in the gas. As a result, the number of fluorine radicals as etching species for the wiring layers 13, 26 and 31 is reduced, so that
Interlayer insulating films 12, 14, 25, 2 for 26, 31
The etching selection ratio of 7 and 32 becomes high. On the contrary, if the proportion of oxygen is increased, the dissociation of this gas is promoted and the etching selection ratio is lowered.

【0018】請求項5の半導体装置の製造方法では、エ
ッチングを行うチャンバ41の内壁におけるシリコン4
2の露出面積を大きくすれば、フルオロカーボン系のガ
スの解離で生成された弗素ラジカルが捕捉される割合が
高くなる。この結果、配線層13、26、31に対する
エッチング種としての弗素ラジカルが少なくなるので、
配線層13、26、31に対する層間絶縁膜12、1
4、25、27、32のエッチング選択比が高くなる。
逆に、露出面積を小さくすれば、このエッチング選択比
が低くなる。
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth aspect, the silicon 4 on the inner wall of the chamber 41 for etching is used.
When the exposed area of 2 is increased, the rate of trapping the fluorine radicals generated by the dissociation of the fluorocarbon gas increases. As a result, the number of fluorine radicals as etching species for the wiring layers 13, 26 and 31 is reduced,
Interlayer insulating films 12, 1 for the wiring layers 13, 26, 31
The etching selection ratios of 4, 25, 27 and 32 are increased.
On the contrary, if the exposed area is made smaller, this etching selection ratio becomes lower.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本願の発明の第1〜第4実施例を、図
1〜5を参照しながら説明する。なお、図7に示した一
従来例と対応する構成部分には、同一の符号を付してあ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First to fourth embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The components corresponding to those of the conventional example shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals.

【0020】図1が、3層の配線層を同時に接続する半
導体装置に適用した第1実施例を示している。この第1
実施例では、図1(a)に示す様に、SiO2 膜等の下
地(図示せず)上に、n型の多結晶Si膜である配線層
11をCVD法で50nmの膜厚に堆積させ、リソグラ
フィ及びエッチングによって配線層11をパターニング
する。そして、SiO2 膜である層間絶縁膜12を減圧
CVD法で230nmの膜厚に堆積させる。
FIG. 1 shows a first embodiment applied to a semiconductor device in which three wiring layers are simultaneously connected. This first
In the embodiment, as shown in FIG. 1A, a wiring layer 11 which is an n-type polycrystalline Si film is deposited by CVD on an underlayer (not shown) such as a SiO 2 film to a thickness of 50 nm. Then, the wiring layer 11 is patterned by lithography and etching. Then, the interlayer insulating film 12, which is a SiO 2 film, is deposited to a thickness of 230 nm by the low pressure CVD method.

【0021】その後、n型の多結晶Si膜である配線層
13をCVD法で70nmの膜厚に堆積させ、リソグラ
フィ及びエッチングによって配線層13をパターニング
する。そして、SiO2 膜である層間絶縁膜14を減圧
CVD法で150nmの膜厚に堆積させる。
After that, the wiring layer 13 which is an n-type polycrystalline Si film is deposited to a film thickness of 70 nm by the CVD method, and the wiring layer 13 is patterned by lithography and etching. Then, the interlayer insulating film 14 which is a SiO 2 film is deposited to a film thickness of 150 nm by the low pressure CVD method.

【0022】次に、図1(b)に示す様に、層間絶縁膜
14上にレジスト17を塗布し、形成すべきコンタクト
孔のパターンに、リソグラフィによってレジスト17を
パターニングする。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist 17 is applied on the interlayer insulating film 14, and the resist 17 is patterned by lithography in the pattern of the contact hole to be formed.

【0023】次に、レジスト17をマスクにすると共に
4 8 等のフルオロカーボン系のガスをエッチングガ
スとするECRプラズマエッチングによって、図1
(c)に示す様に、層間絶縁膜14にコンタクト孔15
を開口し、更に、オーバエッチングによって配線層13
の途中までエッチングする。このとき、多結晶Siに対
するSiO2 のエッチング選択比が高いので、配線層1
3の途中までのエッチングによって、配線層13の断面
が凹状になる。
Next, by using the resist 17 as a mask and performing ECR plasma etching using a fluorocarbon gas such as C 4 F 8 as an etching gas, FIG.
As shown in (c), the contact hole 15 is formed in the interlayer insulating film 14.
And the wiring layer 13 is formed by overetching.
Etch halfway. At this time, since the etching selection ratio of SiO 2 to polycrystalline Si is high, the wiring layer 1
By the etching up to the middle of 3, the wiring layer 13 has a concave cross section.

【0024】次に、レジスト17をマスクにすると共に
4 8 /O2 等の酸素を添加したフルオロカーボン系
のガスをエッチングガスとするECRプラズマエッチン
グによって、図1(d)に示す様に、層間絶縁膜12が
露出するまで配線層13をエッチングする。このとき、
多結晶Siに対するSiO2 のエッチング選択比が低い
ので、コンタクト孔15のうちで配線層13を貫通して
いる部分が、順テーパ状になる。
Next, as shown in FIG. 1 (d), ECR plasma etching is performed using the resist 17 as a mask and a fluorocarbon-based gas containing oxygen such as C 4 F 8 / O 2 as an etching gas. The wiring layer 13 is etched until the interlayer insulating film 12 is exposed. At this time,
Since the etching selection ratio of SiO 2 to polycrystalline Si is low, the portion of the contact hole 15 penetrating the wiring layer 13 has a forward tapered shape.

【0025】次に、層間絶縁膜14をエッチングしたと
きと同じ条件で、図1(e)に示す様に、層間絶縁膜1
2をエッチングして、配線層11に達するコンタクト孔
15を完成させる。このとき、多結晶Siに対するSi
2 のエッチング選択比が高いので、コンタクト孔15
のうちで配線層13を貫通している部分の形状が、順テ
ーパ状のまま維持される。その後、レジスト17を剥離
する。
Next, under the same conditions as when the interlayer insulating film 14 was etched, as shown in FIG.
2 is etched to complete the contact hole 15 reaching the wiring layer 11. At this time, Si with respect to polycrystalline Si
Since the etching selectivity of O 2 is high, the contact hole 15
Among these, the shape of the portion penetrating the wiring layer 13 is maintained in a forward tapered shape. Then, the resist 17 is peeled off.

【0026】次に、図1(f)に示す様に、n型の多結
晶Si膜である配線層16をCVD法で30nmの膜厚
に堆積させ、リソグラフィ及びエッチングによって、コ
ンタクト孔15内で配線層11、13の両方に接触する
配線層16をパターニングする。その後、従来公知の工
程を経て、この半導体装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 1F, the wiring layer 16 which is an n-type polycrystalline Si film is deposited to a thickness of 30 nm by the CVD method, and is formed in the contact hole 15 by lithography and etching. The wiring layer 16 that contacts both the wiring layers 11 and 13 is patterned. Then, the semiconductor device is completed through conventionally known steps.

【0027】図2が、4層の配線層を同時に接続するダ
ブルゲート構造のTFT負荷型SRAMに適用した第2
〜第4実施例を示している。これらの第2〜第4実施例
の何れにおいても、図2(a)に示す様に、Si基板2
1の表面にSiO2 膜22を選択的に形成して素子分離
領域を区画し、SiO2 膜22に囲まれている素子活性
領域の表面にゲート酸化膜としてのSiO2 膜23を形
成する。
FIG. 2 shows a second example applied to a TFT load type SRAM having a double gate structure in which four wiring layers are simultaneously connected.
-The 4th example is shown. In any of these second to fourth embodiments, as shown in FIG.
A SiO 2 film 22 is selectively formed on the surface of No. 1 to partition an element isolation region, and an SiO 2 film 23 as a gate oxide film is formed on the surface of an element active region surrounded by the SiO 2 film 22.

【0028】その後、メモリセルを構成するフリップフ
ロップを形成するために入出力が交差結合される一対の
インバータにおける駆動用トランジスタ及び転送用トラ
ンジスタ等のゲート電極のパターンにタングステンポリ
サイド層24を加工し、Si基板21にソース/ドレイ
ン(図示せず)を形成した後、SiO2 膜である層間絶
縁膜25でタングステンポリサイド層24等を覆う。
After that, the tungsten polycide layer 24 is processed into a pattern of gate electrodes of a driving transistor and a transfer transistor in a pair of inverters whose input and output are cross-coupled to form a flip-flop which constitutes a memory cell. After forming the source / drain (not shown) on the Si substrate 21, the tungsten polycide layer 24 and the like are covered with an interlayer insulating film 25 which is a SiO 2 film.

【0029】その後、インバータの負荷素子である薄膜
トランジスタのボトムゲート電極のパターンに、膜厚が
50nmである多結晶Si層26を層間絶縁膜25上で
加工し、SiO2 膜である層間絶縁膜27で多結晶Si
層26等を覆う。そして、薄膜トランジスタの活性層及
び電源線のパターンに、膜厚が30nmである多結晶S
i層31を層間絶縁膜27上で加工し、この多結晶Si
層31に薄膜トランジスタのソース/ドレイン(図示せ
ず)を形成した後、SiO2 膜である層間絶縁膜32で
多結晶Si層31等を覆う。
Then, a polycrystalline Si layer 26 having a film thickness of 50 nm is processed on the interlayer insulating film 25 to form a pattern of the bottom gate electrode of the thin film transistor which is a load element of the inverter, and the interlayer insulating film 27 which is a SiO 2 film is processed. And polycrystalline Si
Cover layer 26 and the like. The pattern of the active layer of the thin film transistor and the power supply line is made of polycrystalline S having a thickness of 30 nm.
The i layer 31 is processed on the interlayer insulating film 27, and the polycrystalline Si
After forming the source / drain (not shown) of the thin film transistor in the layer 31, the polycrystalline Si layer 31 and the like are covered with the interlayer insulating film 32 which is a SiO 2 film.

【0030】その後、薄膜トランジスタのボトムゲート
電極、トップゲート電極、駆動用トランジスタのゲート
電極、及び一対のインバータにおける相手方の薄膜トラ
ンジスタのドレインを互いに接続するコンタクト孔のパ
ターンに、ノボラック系のi線用のレジスト33を層間
絶縁膜32上で加工する。
After that, a pattern of contact holes for connecting the bottom gate electrode of the thin film transistor, the top gate electrode, the gate electrode of the driving transistor, and the drains of the other thin film transistors in the pair of inverters to each other is formed into a novolac-based i-line resist. 33 is processed on the interlayer insulating film 32.

【0031】第2実施例では、この状態から、レジスト
33をマスクにして、図3に示す高周波バイアス印加型
ECRプラズマエッチング装置34を用いたエッチング
を行う。このエッチング装置34では、マグネトロン3
5で発生したマイクロ波が導波管36及び石英窓37を
介してチャンバ41内へ導かれる。
In the second embodiment, from this state, the resist 33 is used as a mask to perform etching using the high frequency bias application type ECR plasma etching apparatus 34 shown in FIG. In this etching device 34, the magnetron 3
The microwave generated in 5 is guided into the chamber 41 through the waveguide 36 and the quartz window 37.

【0032】チャンバ41の内壁にはSi層42が塗布
されており、この内壁に沿って図3中の矢印方向へ昇降
可能な円筒状のシャッタ43がチャンバ41内に設けら
れている。従って、シャッタ43を昇降させることによ
って、Si層42の露出面積を制御することができる。
A Si layer 42 is applied to the inner wall of the chamber 41, and a cylindrical shutter 43 that can move up and down in the direction of the arrow in FIG. 3 is provided in the chamber 41 along the inner wall. Therefore, by raising and lowering the shutter 43, the exposed area of the Si layer 42 can be controlled.

【0033】チャンバ41内には、ウェハ44を載置す
るためのウェハステージ45と、このウェハステージ4
5にウェハ44を固定するためのSi製のクランプ46
とが設けられており、高周波バイアスを印加するための
高周波電源47がウェハステージ45に接続されてい
る。また、チャンバ41内に磁界を発生させるためのソ
レノイドコイル48が、チャンバ41の外周に設けられ
ている。
In the chamber 41, a wafer stage 45 for mounting a wafer 44 and the wafer stage 4
Clamp 46 made of Si for fixing the wafer 44 to the wafer 5.
Are provided, and a high frequency power source 47 for applying a high frequency bias is connected to the wafer stage 45. Further, a solenoid coil 48 for generating a magnetic field in the chamber 41 is provided on the outer circumference of the chamber 41.

【0034】この第2実施例では、上述のエッチング装
置34を下記第1の条件で用いて、図2(b)に示す様
に、層間絶縁膜32にコンタクト孔51を開口し、更
に、オーバエッチングによって多結晶Si層31の途中
までエッチングする。 エッチングガス C4 8 =50SCCM 圧力 0.27Pa マイクロ波出力 1200W 高周波バイアス 200W(800kHz) ウェハ温度 20℃ チャンバ温度 250℃ シャッタ開度 0%
In the second embodiment, the etching apparatus 34 described above is used under the following first condition to open a contact hole 51 in the interlayer insulating film 32 as shown in FIG. The polycrystalline Si layer 31 is partially etched by etching. Etching gas C 4 F 8 = 50 SCCM Pressure 0.27 Pa Microwave output 1200 W High frequency bias 200 W (800 kHz) Wafer temperature 20 ° C. Chamber temperature 250 ° C. Shutter opening 0%

【0035】上記第1の条件では、多結晶Siに対する
SiO2 のエッチング選択比が高いので、多結晶Si層
31の途中までのエッチングによって、多結晶Si層3
1の断面が凹状になる。
Under the above-mentioned first condition, since the etching selection ratio of SiO 2 with respect to polycrystalline Si is high, the polycrystalline Si layer 3 is etched up to the middle thereof.
The cross section of 1 becomes concave.

【0036】その後、エッチングガスがC4 8 /O2
=50/2SCCMである他は上記第1の条件と同じ第
2の条件で、レジスト33をマスクにして、層間絶縁膜
27が露出するまで多結晶Si層31をエッチングす
る。このとき、多結晶Siに対するSiO2 のエッチン
グ選択比が低いので、コンタクト孔51のうちで多結晶
Si層31を貫通している部分が、順テーパ状になる。
After that, the etching gas was changed to C 4 F 8 / O 2
= 50/2 SCCM, the polycrystalline Si layer 31 is etched under the second condition which is the same as the first condition, using the resist 33 as a mask until the interlayer insulating film 27 is exposed. At this time, since the etching selection ratio of SiO 2 to the polycrystalline Si is low, the portion of the contact hole 51 penetrating the polycrystalline Si layer 31 has a forward tapered shape.

【0037】次に、図2(c)に示す様に、層間絶縁膜
27及び多結晶Si層26に対して、層間絶縁膜32及
び多結晶Si層31に対するエッチングと同様のエッチ
ングを繰り返す。なお、第2の条件では第1の条件に比
べて弗素ラジカルの発生量が多いので、多結晶Si層3
1、26のエッチングに際してレジスト33のエッチン
グ速度も速くなる。しかし、既述の様に、多結晶Si層
31、26の膜厚が夫々30、50nmと薄いので、エ
ッチング時間が短く、実際的な不都合はない。
Next, as shown in FIG. 2C, the same etching as that for the interlayer insulating film 32 and the polycrystalline Si layer 31 is repeated for the interlayer insulating film 27 and the polycrystalline Si layer 26. Since the amount of fluorine radicals generated under the second condition is larger than that under the first condition, the polycrystalline Si layer 3
When etching 1 and 26, the etching rate of the resist 33 also increases. However, as described above, since the polycrystalline Si layers 31 and 26 have thin film thicknesses of 30 and 50 nm, respectively, the etching time is short and there is no practical inconvenience.

【0038】次に、図2(d)に示す様に、層間絶縁膜
32、27に対するエッチングと同様のエッチングを層
間絶縁膜25に行って、タングステンポリサイド層24
に達するコンタクト孔51を完成させた後、レジスト3
3を剥離する。そして、薄膜トランジスタのトップゲー
ト電極のパターンに、多結晶Si層52を層間絶縁膜3
2上で加工し、更に、従来公知の工程を経て、このダブ
ルゲート構造のTFT負荷型SRAMを完成させる。
Next, as shown in FIG. 2D, an etching similar to the etching on the interlayer insulating films 32 and 27 is performed on the interlayer insulating film 25, so that the tungsten polycide layer 24 is formed.
After completing the contact hole 51 reaching to
3 is peeled off. Then, the polycrystalline Si layer 52 is formed on the pattern of the top gate electrode of the thin film transistor by the interlayer insulating film 3
2 is processed, and then, through a conventionally known process, the double gate structure TFT load type SRAM is completed.

【0039】次に、第3実施例を説明する。この第3実
施例は、図2(a)〜(d)に示した工程で用いるエッ
チング装置及びこのエッチング装置を用いる際の上記第
1及び第2の条件を除いて、上述の第2実施例と実質的
に同様の工程を実行する。この第3実施例は、図2
(a)〜(d)の工程において、図4に示す誘導結合プ
ラズマ(ICP=Induction Coupled Plasma)型エッチング
装置53を用いる。
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is different from the second embodiment described above except for the etching apparatus used in the steps shown in FIGS. 2A to 2D and the first and second conditions when the etching apparatus is used. Substantially the same steps are performed. This third embodiment is shown in FIG.
In the steps (a) to (d), an inductively coupled plasma (ICP = Induction Coupled Plasma) type etching apparatus 53 shown in FIG. 4 is used.

【0040】このエッチング装置53では、チャンバ4
1の外周に誘導結合コイル54が巻回されており、2M
Hzの高周波を印加するための高周波電源55が誘導結
合コイル54に接続されている。チャンバ41の一部に
なっている上部電極56の下面つまりチャンバ41の内
壁にはSi層42が塗布されており、この内壁に沿って
図4中の矢印方向へ移動可能なシャッタ43がチャンバ
41内に設けられている。従って、シャッタ43を移動
させることによって、Si層42の露出面積を制御する
ことができる。
In this etching apparatus 53, the chamber 4
An inductive coupling coil 54 is wound around the outer circumference of 1
A high frequency power supply 55 for applying a high frequency of Hz is connected to the inductive coupling coil 54. The lower surface of the upper electrode 56, which is a part of the chamber 41, that is, the inner wall of the chamber 41 is coated with a Si layer 42, and a shutter 43 movable along the inner wall in the direction of the arrow in FIG. It is provided inside. Therefore, the exposed area of the Si layer 42 can be controlled by moving the shutter 43.

【0041】チャンバ41外であって且つ上部電極56
上には、ヒータ57が設けられている。なお、ウェハス
テージ45、クランプ46及び高周波電源47等は、図
3に示した高周波バイアス印加型ECRプラズマエッチ
ング装置34と実質的に同様の構成を有している。
Outside the chamber 41 and on the upper electrode 56
A heater 57 is provided on the top. The wafer stage 45, the clamp 46, the high frequency power source 47 and the like have substantially the same configuration as the high frequency bias application type ECR plasma etching apparatus 34 shown in FIG.

【0042】この第3実施例では、上述の第2実施例に
おける上記第1の条件の代わりに、下記第3の条件を用
いる。 エッチングガス C2 6 =50SCCM 圧力 0.27Pa ソース出力 2000W 高周波バイアス 800W ウェハ温度 −50℃ チャンバ温度 270℃ シャッタ開度 0%
In the third embodiment, the following third condition is used instead of the first condition in the second embodiment. Etching gas C 2 F 6 = 50 SCCM Pressure 0.27 Pa Source output 2000 W High frequency bias 800 W Wafer temperature −50 ° C. Chamber temperature 270 ° C. Shutter opening 0%

【0043】また、この第3実施例では、上述の第2実
施例における上記第2の条件の代わりに、エッチングガ
スがC2 6 /O2 =50/5SCCMである他は上記
第3の条件と同じ第4の条件を用いる。
Further, in this third embodiment, instead of the above-mentioned second condition in the above-mentioned second embodiment, the etching gas is C 2 F 6 / O 2 = 50/5 SCCM, and the above-mentioned third embodiment. The same fourth condition as the condition is used.

【0044】次に、第4実施例を説明する。この第4実
施例も、図2(a)〜(d)に示した工程で用いるエッ
チング装置及びこのエッチング装置を用いる際の上記第
1及び第2の条件を除いて、上述の第2実施例と実質的
に同様の工程を実行する。この第4実施例は、図2
(a)〜(d)の工程において、図5に示すヘリコン波
プラズマ型エッチング装置61を用いる。
Next, a fourth embodiment will be described. This fourth embodiment is also the above-mentioned second embodiment except for the etching apparatus used in the steps shown in FIGS. 2A to 2D and the first and second conditions when the etching apparatus is used. Substantially the same steps are performed. This fourth embodiment is shown in FIG.
In the steps (a) to (d), the helicon wave plasma type etching apparatus 61 shown in FIG. 5 is used.

【0045】このエッチング装置61では、チャンバ4
1の壁面を貫通してアンテナ62が設けられており、1
3.56MHzの高周波バイアスを印加するためのソー
ス電源63がアンテナ62に接続されている。チャンバ
41の内壁にはSi層42が塗布されており、この内壁
に沿って図5中の矢印方向へ移動可能なシャッタ43が
チャンバ41内に設けられている。従って、シャッタ4
3を移動させることによって、Si層42の露出面積を
制御することができる。
In this etching apparatus 61, the chamber 4
The antenna 62 is provided so as to penetrate the wall surface of 1.
A source power supply 63 for applying a high frequency bias of 3.56 MHz is connected to the antenna 62. A Si layer 42 is applied to the inner wall of the chamber 41, and a shutter 43 movable along the inner wall in the direction of the arrow in FIG. 5 is provided in the chamber 41. Therefore, the shutter 4
By moving 3 the exposed area of the Si layer 42 can be controlled.

【0046】チャンバ41の外周には、ソレノイドコイ
ル48とマルチポール磁石64とが設けられている。な
お、ウェハステージ45、クランプ46及び高周波電源
47等は、図3に示した高周波バイアス印加型ECRプ
ラズマエッチング装置34と実質的に同様の構成を有し
ている。
A solenoid coil 48 and a multi-pole magnet 64 are provided on the outer circumference of the chamber 41. The wafer stage 45, the clamp 46, the high frequency power source 47 and the like have substantially the same configuration as the high frequency bias application type ECR plasma etching apparatus 34 shown in FIG.

【0047】この様なエッチング装置61では、アンテ
ナ62に印加された高周波バイアスとソレノイドコイル
48によって発生した磁界との作用によってチャンバ4
1内にホイッスラ(ヘリコン)波が発生し、結果的に生
じた高密度プラズマがウェハ44に達する。
In such an etching device 61, the chamber 4 is operated by the action of the high frequency bias applied to the antenna 62 and the magnetic field generated by the solenoid coil 48.
Whistler (helicon) waves are generated in 1 and the resulting high density plasma reaches the wafer 44.

【0048】この第4実施例では、上述の第2実施例に
おける上記第1の条件の代わりに、下記第5の条件を用
いる。 エッチングガス CHF3 =50SCCM 圧力 0.1Pa マイクロ波出力 2500W 高周波バイアス 300W ウェハ温度 20℃ チャンバ温度 250℃ シャッタ開度 100%
In the fourth embodiment, the following fifth condition is used instead of the first condition in the second embodiment. Etching gas CHF 3 = 50 SCCM Pressure 0.1 Pa Microwave output 2500 W High frequency bias 300 W Wafer temperature 20 ° C. Chamber temperature 250 ° C. Shutter opening 100%

【0049】また、この第4実施例では、上述の第2実
施例における上記第2の条件の代わりに、シャッタ開度
が50%である他は上記第5の条件と同じ第6の条件を
用いる。
Further, in the fourth embodiment, instead of the second condition in the second embodiment, the sixth condition which is the same as the fifth condition except that the shutter opening is 50% is used. To use.

【0050】なお、上述の第2及び第3実施例で用いた
高周波バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置3
4及び誘導結合プラズマ型エッチング装置53もSi層
42の露出面積を制御するシャッタ43を有しているの
で、これらの第2及び第3実施例においても、第4実施
例と同様にシャッタ43の開度のみを制御することによ
って、エッチングガスを切り換えた場合と同様の結果を
得ることができる。
The high frequency bias application type ECR plasma etching apparatus 3 used in the above second and third embodiments.
The 4 and the inductively coupled plasma type etching apparatus 53 also have the shutter 43 for controlling the exposed area of the Si layer 42. By controlling only the opening, the same result as when the etching gas is switched can be obtained.

【0051】また、上述の第1〜第4実施例の何れにお
いても、多結晶Siに対するSiO2 のエッチング選択
比を制御するために、エッチングガス中における弗素ラ
ジカル自体の割合を直接的に制御しているが、フルオロ
カーボン系のガス中における弗素の割合を制御すること
によって、弗素ラジカルの割合を間接的に制御してもよ
い。
Further, in any of the above-mentioned first to fourth embodiments, in order to control the etching selection ratio of SiO 2 with respect to polycrystalline Si, the ratio of the fluorine radical itself in the etching gas is directly controlled. However, the proportion of fluorine radicals may be indirectly controlled by controlling the proportion of fluorine in the fluorocarbon gas.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1の半導体装置では、コンタクト
孔に貫通されている配線層の膜厚が薄くても、この配線
層とコンタクト孔を埋めている別の配線層との接触面積
が広いので、配線層間のコンタクトにおける信頼性が高
い。
According to the semiconductor device of the first aspect, even if the wiring layer penetrating the contact hole is thin, the contact area between this wiring layer and another wiring layer filling the contact hole is large. Therefore, the contact between wiring layers is highly reliable.

【0053】請求項2の半導体装置の製造方法では、コ
ンタクト孔のうちで層間絶縁膜を貫通する部分は異方的
形状になり、配線層を貫通する部分はテーパ状になるの
で、この配線層の膜厚が薄くても、この配線層とコンタ
クト孔を埋める別の配線層との接触面積を広くすること
ができる。しかも、コンタクト孔のうちで配線層を貫通
する部分が逆テーパ状ではなくて順テーパ状になるの
で、配線層とコンタクト孔を埋める別の配線層とを確実
に接触させることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect, a portion of the contact hole that penetrates the interlayer insulating film has an anisotropic shape, and a portion that penetrates the wiring layer has a tapered shape. Even if the film thickness is thin, the contact area between this wiring layer and another wiring layer filling the contact hole can be increased. In addition, since the portion of the contact hole that penetrates the wiring layer is not an inverse tapered shape but a forward tapered shape, the wiring layer and another wiring layer that fills the contact hole can be reliably brought into contact with each other.

【0054】更に、コンタクト孔のうちで配線層を貫通
する部分が自己整合的に順テーパ状になるので、コンタ
クト孔の径が小さくても、この順テーパ状の形状を形成
することができる。従って、請求項2の半導体装置の製
造方法では、配線層間のコンタクトにおける信頼性が高
く且つ微細な半導体装置を製造することができる。
Furthermore, since the portion of the contact hole that penetrates the wiring layer is forward-tapered in a self-aligning manner, this forward-tapered shape can be formed even if the diameter of the contact hole is small. Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, it is possible to manufacture a fine and highly reliable semiconductor device in a contact between wiring layers.

【0055】請求項3または4の半導体装置の製造方法
では、フルオロカーボン系のガスの組成比またはフルオ
ロカーボン系のガスに添加する酸素の割合を制御するだ
けで、配線層に対する層間絶縁膜のエッチング選択比を
制御することができるので、配線層間のコンタクトにお
ける信頼性が高く且つ微細な半導体装置を高いスループ
ットで製造することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the etching selection ratio of the interlayer insulating film to the wiring layer can be controlled only by controlling the composition ratio of the fluorocarbon gas or the ratio of oxygen added to the fluorocarbon gas. Therefore, it is possible to manufacture a highly reliable and fine semiconductor device in contact between wiring layers with high throughput.

【0056】請求項5の半導体装置の製造方法では、エ
ッチングを行うチャンバの内壁におけるシリコンの露出
面積を制御するだけで、配線層に対する層間絶縁膜のエ
ッチング選択比を機械的且つ迅速に制御することができ
るので、配線層間のコンタクトにおける信頼性が高く且
つ微細な半導体装置を更に高いスループットで製造する
ことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth aspect, the etching selection ratio of the interlayer insulating film to the wiring layer is mechanically and quickly controlled only by controlling the exposed area of silicon on the inner wall of the chamber for etching. Therefore, a highly reliable and fine semiconductor device in contact between wiring layers can be manufactured with higher throughput.

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

【図1】本願の発明の第1実施例を工程順に示す側断面
図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本願の発明の第2〜第4実施例を工程順に示す
側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing the second to fourth embodiments of the invention of the present application in the order of steps.

【図3】第2実施例で使用するエッチング装置の概略的
な側断面図である。
FIG. 3 is a schematic side sectional view of an etching apparatus used in a second embodiment.

【図4】第3実施例で使用するエッチング装置の概略的
な側断面図である。
FIG. 4 is a schematic side sectional view of an etching apparatus used in a third embodiment.

【図5】第4実施例で使用するエッチング装置の概略的
な側断面図である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view of an etching apparatus used in a fourth embodiment.

【図6】本願の発明の一従来例に対する参考例の側断面
図である。
FIG. 6 is a side sectional view of a reference example with respect to a conventional example of the present invention.

【図7】本願の発明の一従来例を示す側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view showing a conventional example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 層間絶縁膜 13 配線層 14 層間絶縁膜 15 コンタクト孔 17 レジスト 25 層間絶縁膜 26 多結晶Si層 27 層間絶縁膜 31 多結晶Si層 32 層間絶縁膜 33 レジスト 41 チャンバ 42 Si層 51 コンタクト孔 12 Interlayer Insulating Film 13 Wiring Layer 14 Interlayer Insulating Film 15 Contact Hole 17 Resist 25 Interlayer Insulating Film 26 Polycrystalline Si Layer 27 Interlayer Insulating Film 31 Polycrystalline Si Layer 32 Interlayer Insulating Film 33 Resist 41 Chamber 42 Si Layer 51 Contact Hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/302 M 21/88 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/302 M 21/88 D

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下層及び上層の層間絶縁膜とこれらの層
間絶縁膜の間に設けられている配線層とをコンタクト孔
が貫通しており、このコンタクト孔内に前記配線層が露
出している半導体装置において、 前記コンタクト孔のうちで前記配線層を貫通している部
分が、前記下層の層間絶縁膜側から前記上層の層間絶縁
膜側へ向かって広がる順テーパ状であることを特徴とす
る半導体装置。
1. A contact hole penetrates through lower and upper interlayer insulating films and a wiring layer provided between these interlayer insulating films, and the wiring layer is exposed in the contact hole. In the semiconductor device, a portion of the contact hole that penetrates the wiring layer is a forward taper shape that spreads from the lower interlayer insulating film side toward the upper interlayer insulating film side. Semiconductor device.
【請求項2】 下層及び上層の層間絶縁膜とこれらの層
間絶縁膜の間に設けられている配線層とをコンタクト孔
が貫通しており、このコンタクト孔内に前記配線層が露
出している半導体装置の製造方法において、 前記コンタクト孔のパターンのマスク層をマスクにし
て、前記配線層に対する前記層間絶縁膜のエッチング選
択比が相対的に高い条件で、前記上層の層間絶縁膜に対
するエッチングを行う工程と、 前記上層の層間絶縁膜に対するエッチングの後に、前記
マスク層をマスクにして、前記エッチング選択比が相対
的に高い条件で、前記配線層に対する第1のエッチング
を行って、この配線層の断面を凹状にする工程と、 前記配線層に対する第1のエッチングの後に、前記マス
ク層をマスクにして、前記エッチング選択比が相対的に
低い条件で、前記下層の層間絶縁膜が露出するまで前記
配線層に対する第2のエッチングを行う工程と、 前記マスク層をマスクにして、前記エッチング選択比が
相対的に高い条件で、前記下層の層間絶縁膜に対するエ
ッチングを行う工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
2. A contact hole penetrates the lower and upper interlayer insulating films and a wiring layer provided between these interlayer insulating films, and the wiring layer is exposed in the contact hole. In the method for manufacturing a semiconductor device, the upper interlayer insulating film is etched under the condition that an etching selection ratio of the interlayer insulating film to the wiring layer is relatively high using the mask layer of the contact hole pattern as a mask. And the step of etching the upper interlayer insulating film, the first etching is performed on the wiring layer under the condition that the etching selection ratio is relatively high using the mask layer as a mask, After the step of making the cross section concave, and after the first etching of the wiring layer, the etching selectivity is relatively low using the mask layer as a mask. A step of performing a second etching on the wiring layer until the lower interlayer insulating film is exposed under the conditions; and using the mask layer as a mask, the etching selectivity ratio is relatively high, and the lower interlayer And a step of etching the insulating film.
【請求項3】 前記エッチングのためのガスとして、フ
ルオロカーボン系のガスを用い、 このガス中の炭素の割合を相対的に高くすることによっ
て前記エッチング選択比を相対的に高くし、 前記ガス中の弗素の割合を相対的に高くすることによっ
て前記エッチング選択比を相対的に低くすることを特徴
とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. A fluorocarbon-based gas is used as the gas for the etching, and the etching selection ratio is relatively increased by relatively increasing the ratio of carbon in the gas. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the etching selectivity is relatively lowered by relatively increasing the proportion of fluorine.
【請求項4】 前記エッチングのためのガスとして、酸
素を添加したフルオロカーボン系のガスを用い、 このガス中の酸素の割合を相対的に低くすることによっ
て前記エッチング選択比を相対的に高くし、 前記ガス中の酸素の割合を相対的に高くすることによっ
て前記エッチング選択比を相対的に低くすることを特徴
とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
4. A fluorocarbon-based gas to which oxygen is added is used as the gas for the etching, and the etching selection ratio is relatively increased by relatively lowering the proportion of oxygen in the gas. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the etching selection ratio is relatively lowered by relatively increasing the proportion of oxygen in the gas.
【請求項5】 前記エッチングのためのガスとして、フ
ルオロカーボン系のガスを用い、 前記エッチングを行うチャンバの内壁におけるシリコン
の露出面積を相対的に大きくすることによって前記エッ
チング選択比を相対的に高くし、 前記露出面積を相対的に小さくすることによって前記エ
ッチング選択比を相対的に低くすることを特徴とする請
求項2記載の半導体装置の製造方法。
5. A fluorocarbon-based gas is used as the gas for the etching, and the etching selectivity is relatively increased by relatively increasing the exposed area of silicon on the inner wall of the chamber for performing the etching. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the etching selection ratio is made relatively low by making the exposed area relatively small.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6022810A (en) * 1997-11-06 2000-02-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing semiconductor device
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