JP4668530B2

JP4668530B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4668530B2
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Authority: JP
Inventors: 信桐原
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Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2023-12-15
Also published as: JP2005175332A

Description

本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に半導体層と配線部材とを接続するためのコンタクトホールを有する半導体装置の構造とその製造方法に関する。

半導体装置に設けるコンタクトホールは、拡散層および多結晶シリコン配線などの半導体層と配線部材である金属配線とを電気的に接続する役割を有する。したがって、拡散層および多結晶シリコン配線と金属配線とのコンタクト特性は半導体装置の歩留りや信頼性などを決める上で重要である。

コンタクト特性とは、金属配線と半導体層との物理的な接触形状や金属配線と半導体層との電気的な抵抗値などの特性を総称しているものである。特にアロイスパイクと呼ばれる現象と、金属配線と半導体層との接触抵抗が高くなるという現象とは、コンタクト特性の中でも代表的なものである。
図１０はアロイスパイクの様子を示した断面図である。１１は半導体基板、１５は拡散層、１６は絶縁膜、２１はコンタクトホール、２４は金属配線、２５はアロイスパイクである。コンタクトホール２１において、金属配線２４に含まれる金属と拡散層１５に含まれるシリコンとが相互に拡散し、拡散した金属配線２４が拡散層１５を突き抜けてしまう現象であって、半導体基板１１と拡散層１５との間でリーク電流を生じてしまうという問題がある。
一方、金属配線と拡散層との間の接触抵抗が高くなるという現象は、一般的にコンタクトホール内で金属配線が完全に被覆しないことが原因であると言われている。つまり、金属配線と半導体層との接触面積が低下することで接触抵抗が大きくなってしまう。この接触抵抗が大きくなることによって電気的接続が不十分となり、回路動作の遅延や動作不良を引き起こすといった半導体装置の電気特性を悪化させるものである。
コンタクト特性を改善することは半導体装置にとって重要であるが、特にアロイスパイクと、金属配線と半導体層との接触抵抗が高くなるという現象とは、改善すべき深刻な問題である。

近年、半導体装置は、搭載する半導体素子の微細化に伴う回路規模の増大によって高集積化する傾向にある。半導体素子の微細化によって、コンタクトホールの開口径は小さくなる一方である。コンタクトホールの開口径が小さくなると、コンタクトホールの内部において金属配線が半導体層を被覆しにくくなり、アロイスパイクの発生が増加する。あるいは、アロイスパイクを発生させないようにコンタクトホールを形成するとその製造工程が複雑となる。例えば、埋め込みプラグプロセスや、拡散層の深さを増加させるよう製造工程を追加しなければならず、アロイスパイクを発生させないコンタクトホールの形成が困難となる。
また、コンタクトホールの開口径が小さくなると、金属配線と拡散層との接触面積が減少するため、その接触抵抗が大きくなってしまう。
したがって、近年の微細化した半導体素子を用いる半導体装置には、コンタクト特性の改善は必須である。

上記の半導体装置のコンタクト特性を改善する方法としては多くの提案を見るところである（例えば、特許文献１参照）。

[従来技術の説明]
特許文献１に示した従来技術を説明する。図１１は従来技術の半導体装置の断面図であ
る。１１は半導体基板、１０はウェル領域、１５は拡散層、１６は絶縁膜、２１はコンタクトホール、２４は金属配線である。拡散層１５に形成するコンタクトホール２１の底部は、拡散層１５の上部側よりその内部にさらに彫り込んだ構造となっている。つまり、半導体基板１１の表面より拡散層１５の底部に向かい彫り込んだ形状である。
特許文献１に示した従来技術は、コンタクト特性を改善する技術であるが、その主たる効果は、拡散層１５に彫り込まれたコンタクトホール２１の形状によって、金属配線２４と拡散層１５との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できるというものである。

特開平６−１１２４７１号公報（第４−５項第１図）

特許文献１に示した従来技術は、コンタクト特性のうち、金属配線と半導体層との接触抵抗を低減する効果はあるものの、アロイスパイクの発生を完全に抑制することはできない。その理由は、コンタクトホール２１の底部の拡散層１５の彫り込まれた形状には角部が存在し、この角部からアロイスパイクが発生してしまうからである。

詳しく説明する。アロイスパイクを抑制する方法として、コンタクトホール内の金属配線と半導体層との間にバリアメタルを設ける構造が知られている。このバリアメタルによって金属配線から半導体層への金属の拡散を防止し、アロイスパイクの発生を抑制するものである。
しかし、特許文献１に示した従来技術のように、拡散層１５の彫り込まれた形状に角部を有する場合は、バリアメタルがコンタクトホール２１の底部を完全に被覆することができない。つまり、拡散層１５に角部を有していると、その角部のきつい曲がりによりバリアメタルが完全に被覆しないという現象が起きてしまうからである。
また、拡散層１５が彫り込まれた形状であるために、コンタクトホール２１の深さが増してしまうために、さらにバリアメタルの被覆性は低下する。
この現象は、コンタクトホール２１の開口径が小さくなる程、拡散層１５の角部の曲がりがきつくなる程、顕著になる。近年の半導体素子の微細化に伴いコンタクトホールの開口径も小径化する傾向がますます進む。このため、従来技術は、微細化した半導体素子を用いる半導体装置には適用できないという課題があった。

本発明が解決しようとする課題は、微細化した半導体素子を用いる半導体装置において、アロイスパイクに起因する半導体基板と拡散層との接合リーク電流を抑制できないという点である。

上記課題を解決するために本発明は、次のような製造方法を採用する。

半導体層の上部に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上にフォトレジスト膜を形成する工程と、フォトレジスト膜を所望の開口径で開口しコンタクトホール用レジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとして絶縁膜をエッチングしコンタクトホールを形成する第１のエッチング工程と、コンタクトホールの開口部周辺のレジストパターンをエッチングする第２のエッチング工程と、コンタクトホールの底部に対応する位置の半導体層を彫り込み凹部形状にエッチングする第３のエッチング工程と、コンタクトホール中にバリアメタルを介して金属層を形成する工程とを有し、第１のエッチング工程はＣＦ _４とＣＨＦ _３とＨｅとからなる反応ガスを用いたドライエッチングであり、第３のエッチング工程はＣＦ _４とＣＨＦ _３とＨｅとからなる反応ガスを用いたドライエッチングであり、第３のエッチング工程におけるＣＨＦ _３のＣＦ _４に対する組成比を、第１のエッチング工程におけるＣＨＦ _３のＣＦ _４に対する組成比よりも大きくして、彫り込み凹部の半導
体層の表面が角部を有さない連続した曲面形状に形成することを特徴とする。

第１のエッチング工程の第１のエッチング条件のガス圧とＲＦパワーとは、第３のエッチング工程の第３のエッチング条件のガス圧とＲＦパワーとより大きくしてもよい。

第１のエッチング工程の第１のエッチング条件のガス圧と第２のエッチング工程の第２のエッチング条件のガス圧とは等しく、第２のエッチング工程の第２のエッチング条件のＲＦパワーと第３のエッチング工程の第３のエッチング条件のＲＦパワーとは等しくしてもよい。

本発明の半導体装置の半導体層に形成するコンタクトホール底部の彫り込み凹部は、角部を有さない連続した曲面形状であるので、コンタクトホール内での金属配線の被覆性が向上し、金属配線と拡散層との接触部でアロイスパイクが発生しない。よって、アロイスパイクに起因する接合リーク電流が増加することはない。したがって、半導体装置に意図しない電流が流れることによる半導体装置の誤動作や消費電流の増加を防ぐ効果がある。
また、コンタクトホール底部の彫り込み凹部は角部を有さない連続した曲面形状であるので、金属配線と拡散層との接触抵抗をさらに低減することができるという効果がある。

本発明の半導体装置は、半導体装置のコンタクト特性のうち、アロイスパイクによる接合リーク電流の抑制とコンタクトホール内の接触抵抗の低減とを両立することができるという従来にはない優れた効果を有する。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最適な形態の半導体装置の構造とその製造方法とを説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態については、半導体層として半導体基板の素子領域に設ける拡散層と多結晶シリコン配線とを、コンタクトホール部は金属層としてバリアメタル、配線部材として金属配線を用いた場合を例に説明する。また、従来技術と同一の構成には同一の番号を付与しており、その詳細な説明は省略する。

[本発明の構造の説明]
まず、図１を用いて本発明の半導体装置の構造を説明する。図１は、本発明の半導体装置の断面図である。
本発明の半導体装置は、図１に示すように、半導体基板１１上にフィールド酸化膜１２を設ける。フィールド酸化膜１２を設けていない部分が素子領域となる。この素子領域に拡散層１５を設け、フィールド酸化膜１２上に多結晶シリコン配線１４を設ける。多結晶シリコン配線１４は、ＭＯＳＦＥＴなどのゲート電極の一部となしたり、延在して配線として用いる半導体層である。半導体基板１１の全面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１６を設けている。

さらに、絶縁膜１６の拡散層１５と多結晶シリコン配線１４とに対応する領域にコンタクトホール２１を設け、コンタクトホール２１の底部の拡散層１５とフィールド酸化膜１２上の多結晶シリコン配線１４とに彫り込み凹部２２を設け、バリアメタル２３と金属配線２４とによりコンタクトホール２１を覆う構成となっている。

図１に示す半導体装置は、拡散層１５と多結晶シリコン配線１４とに設ける彫り込み凹部２２が角部を有さないなだらかな曲面形状となっている。ここでは、すりばち形状と呼ぶことにする。このすりばち形状の効果により、バリアメタル２３がコンタクトホール２１の底部を完全に被覆することができるため、金属配線２４と拡散層１５および多結晶シリコン配線１４との接触部でアロイスパイクが発生することはない。また、コンタクトホール内での配線部材の被覆性が向上することから、金属配線２４と拡散層１５および多結晶シリコン配線１４との接触抵抗を低減することができる。

コンタクトホール２１は、開口上部から底部に向かい漸次開口径が小さい形状となっている。この形状により、バリアメタル２３と金属配線２４とがコンタクトホール２１を切れ目のないなだらかな形状で覆うことができる。よって、金属配線２４はコンタクトホール２１を確実に覆うことが可能となり、コンタクトホール内の金属の被覆性がさらに向上することから、コンタクトホールの開口径が小径化した場合であってもコンタクトホールの接触抵抗が低下することはない。

本発明の半導体装置の特徴は、まさにこのアロイスパイクの問題と接触抵抗の問題とを
解決した点である。コンタクトホール２１の底部の彫り込み凹部２２がすりばち形状であることで、アロイスパイクの発生を抑制し、コンタクトホール内において配線部材の被覆性が向上するのである。この従来にはない効果に加えて、コンタクトホール２１の開口上部から底部に向かい漸次開口径が小さい形状であることにより、コンタクトホール内においての配線部材の被覆性がさらに向上するのである。これら双方の効果によって、従来技術の問題点を解決し、コンタクトホールの信頼性を向上させることができたのである。

[本発明の製造方法：図２から図８]
図１に示した半導体装置の製造方法を図２から図８の断面図を用いて説明する。図２から図８は、本発明の半導体装置のコンタクトホール２１を製造する方法を具体的に示す断面図である。
本発明の半導体装置のコンタクトホール２１は、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程および第３のエッチング工程により形成される。これらのエッチング処理は同一の処理装置を用いて形成し、彫り込み凹部２２は第３のエッチング工程により形成する。

まず、図２に示すように半導体基板１１上に反応ガスにジクロルシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂）とアンモニア（ＮＨ₃）とを用いた温度が約８００℃の減圧ＣＶＤ法により、シリコン窒化膜（図示せず）を１５０ｎｍの膜厚で堆積する。
つぎに図示しないレジストパターンを用いて、エッチングガスに主として六フッ化イオウ（ＳＦ₆）を用いたドライエッチングにより、素子領域のみにシリコン窒化膜が残るようにエッチングする。
その後レジストパターンをアッシングにより除去し、温度が約１０００℃の水蒸気雰囲気中の酸化により素子領域を絶縁分離するフィールド酸化膜１２を形成し、素子領域を覆っているシリコン窒化膜を温度が約１６０℃の熱リン酸を用いたウェットエッチングにより除去する。

図３に示すように、反応ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）を用いた温度が約６５０℃の減圧ＣＶＤ法により多結晶シリコン（図示せず）を３５０ｎｍの膜厚で堆積する。つぎに図示しないレジストパターンを用いて、エッチングガスに主として塩素（Ｃｌ₂）を用いたドライエッチングにより多結晶シリコン配線１４を形成し、アッシングによりレジストパターンを除去する。

さらに、図示しないレジストパターンを用いて、砒素（Ａｓ）をイオン注入エネルギー７０ＫｅＶ、ドーズ量３×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²の条件でイオン注入を行ない、拡散層１５を形成する。その後アッシングによりレジストパターンを除去する。以上の工程で、拡散層１５と多結晶シリコン配線１４とが形成される。

つぎに、図４に示すようにリン（Ｐ）とボロン（Ｂ）とを含んだシリコン酸化膜ならなる絶縁膜１６を温度が約５００℃の常圧ＣＶＤ法により８００ｎｍの膜厚で堆積する。その後、絶縁膜１６の上部に拡散層１５と多結晶シリコン配線１４とに対応する位置を開口するようにレジストパターン１７を形成する。このレジストパターン１７は後にコンタクトホール２１を形成する時のエッチングマスクとなる。

つぎに、第1のエッチング工程を説明する。第1のエッチング工程は、第1の反応ガスと第1のエッチング条件とを用いる反応性イオンエッチング法によるものである。
第1の反応ガスとしては、一般にフロロカーボン系と呼ばれるガスを用いる。その主ガスは、四フッ化炭素（ＣＦ₄）と三フッ化メタン（ＣＨＦ₃）である。また希釈ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）を用いる。
第1のエッチング条件としては、ガス圧が３００ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワーが４００Ｗである。ＣＦ₄とＣＨＦ₃のガス流量は共に等しく２５ｓｃｃｍであり、Ｈｅのガス流量は１
００ｓｃｃｍである。

この第1のエッチング工程を用いて、図５に示すように拡散層１５の表面と多結晶シリコン配線１４の表面とが露出するようにコンタクトホール２１を形成する。
第１のエッチング工程によれば、コンタクトホール２１内の側面は拡散層１５および多結晶シリコン配線１４の表面に対し、ほぼ垂直な形状となり、またレジストパターン１７とコンタクトホール２１とは同一の開口径となる。

つぎに、第２のエッチング工程を説明する。第２のエッチング工程は、第２の反応ガスと第２のエッチング条件とを用いる反応性イオンエッチング法によるものである。
第２の反応ガスとしては、酸素（Ｏ₂）を用いる。第２のエッチング条件としては、ガス圧が３００ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワーが１００Ｗである。Ｏ₂のガス流量は３００ｓｃｃｍである。

この第２のエッチング工程を用いて、図６に示すようにレジストパターン１７の開口径をコンタクトホール１７より若干大きく形成する。この方法はアッシングとほぼ等しく、Ｏ₂は絶縁層１６をエッチングしないため、レジストパターン１７のみ後退させることができる。

つぎに、第３のエッチング工程を説明する。第３のエッチング工程は、第３の反応ガスと第３のエッチング条件とを用いる反応性イオンエッチング法によるものである。
第３の反応ガスとしては、第１の反応ガスと等しく、その主ガスは、ＣＦ₄とＣＨＦ₃である。また同様に希釈ガスとしてＨｅを用いる。
第３のエッチング条件としては、ガス圧が１００ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワーが１００Ｗである。ＣＦ₄とＣＨＦ₃のガス流量は、第１のエッチング条件とは異なり、ＣＦ₄は５ｓｃｃｍ、ＣＨＦ₃は５０ｓｃｃｍである。Ｈｅのガス流量は５０ｓｃｃｍである。

この第３のエッチング工程を用いて、図７に示すようにコンタクトホール２１の底部に対応する拡散層１５と多結晶シリコン配線１４とに彫り込み凹部２２を形成する。この第３のエッチング工程によれば、彫り込み凹部２２の形状は、すりばち形状となる。またコンタクトホール２１は開口上部から底部に向かい漸次開口径が小さい形状となる。絶縁層１６とコンタクトホール２１の底部である彫り込み凹部２２とは段差のないなだらかな形状となっている。

図４から図７を用いて説明した本発明の半導体装置のコンタクトホールは、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程および第３のエッチング工程により形成される。これらのエッチング処理は、第１のエッチング条件と第３のエッチング条件とは異なるが、同一の処理装置で行なうことができる。もちろん、これらのエッチング処理は異なる処理装置で行うこともできる。

ここで第１のエッチング条件と第３のエッチング条件とが異なる理由を説明する。一般に、エッチング時のＲＦパワーが高いとコンタクトホール２１の形状は開口上部と底部の径がほぼ同一の形状が得やすくなる。それは、絶縁膜１６のエッチングに寄与するイオン種が、絶縁膜１６に対して垂直に照射されるからである。これは異方性と呼ばれ、エッチングを行う際には広く用いられる手法である。
そこで第１のエッチング工程では、コンタクトホール２１の形状とほぼ同じ形状で絶縁層１６をエッチングするために、第３のエッチング工程よりも高いＲＦパワーを用いている。
一方、エッチング用の反応ガスとして使用するＣＦ₄は、絶縁膜のエッチングに寄与し、ＣＨＦ₃はコンタクトホール２１の径が広がり過ぎないようにコンタクトホール２１の
側壁を保護する役割を有する。第３のエッチング条件は、第１のエッチング条件よりもＣＨＦ₃のガス流量が多いが、これはコンタクトホール２１の径が広がり過ぎるのを抑制するためと、コンタクトホール２１の底面端部がＣＦ₄により彫られ、角ができないようにしているためである。
この方法を用いると図７に示すようなすりばち形状の彫り込み凹部２２を形成することができるが、コンタクトホール２１の開口径が開口上部から底部に向かい漸次開口径が小さい形状にすることは困難である。そこで、本発明では、ＲＦパワーを下げることでその構成を得ることができた。ＲＦパワーを下げるとエッチング時の異方性が悪くなることを利用したのである。

さらに図８に示すように、チタン（Ｔｉ）とチタン窒化膜（ＴｉＮ）とチタン（Ｔｉ）の積層構造を有するバリアメタル２３と、アルミ（Ａｌ）を主成分とする金属配線２４とをスパッタリングにより形成し、図示しないレジストパターンを用い、エッチングガスに主として塩素（Ｃｌ２）を用いたドライエッチングにより、コンタクトホール２１に対応する部分にバリアメタル２３と金属配線２４とを形成する。
このような構成とすることで、金属配線２４はコンタクトホール２１を介して拡散層１５と接続し、金属配線２４はコンタクトホール２１を介して多結晶シリコン配線１４と接続する。その後、アッシングによりレジストパターンを除去し、本発明の半導体装置が完成する。

本発明の半導体装置は、コンタクトホール２１の底部に彫り込み凹部２２が形成され、さらにコンタクトホール２１は開口上部から底部に向かい漸次開口径が小さい形状である。このような構成とすることによって、コンタクトホール２１は角部を有さない連続した曲面形状となり、金属配線２４（またはバリアメタル２３）は切れ目のないなだらかな形状で拡散層１５や多結晶シリコン配線１４と接続することができる。すなわち、金属の被覆性が向上するために、金属と半導体との間に発生するアロイスパイクが発生することはない。
また、コンタクトホール２１の底部の彫り込み凹部２２は角部を有さない連続した曲面形状であるため、金属と拡散層１５や多結晶シリコン配線１４などの半導体層との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減することができる。

本発明の半導体装置が従来技術にはない優れた効果を有するのはまさにこの点である。すなわち、半導体装置のコンタクト特性のうち、接合リーク電流の抑制とコンタクトホール内の接触抵抗の低減とを両立することができるのである。これにより、半導体装置に意図しない電流が流れることによる半導体装置の誤動作や消費電流の増加を防ぐ効果と配線の抵抗が低減したことによる半導体装置の高速化とを達成できたのである。

[本発明による電気特性の説明]
図９にコンタクトホールの底部の形状の違いによる接合リーク電流の違いを示す。図９は、半導体基板に設ける拡散層と半導体基板との間の接合リーク電流を示したものであって、図１に示すように拡散層１５に形成する彫り込み凹部２２が角部を有さない連続した曲面形状の場合（ここでは形状Ａとする）と、従来技術のように角部を有する場合（ここでは形状Ｂとする）とで比較したものである。図９は、横軸に拡散層に印加する電圧を示し、縦軸に拡散層と半導体基板との間の接合電流を示す。

評価に用いた素子は、Ｐ型半導体基板中にＮ型半導体の拡散層を設けたダイオードである。拡散層の周囲長は２０μｍである。測定は拡散層に０から５Vの電圧を印加し、その時の電流値をモニタリングしたものである。
図９により明らかなように、実線で示した形状Ａの場合は、拡散層に印加する電圧値が例えば２Ｖの時の電流が約１ｐＡであるのに対し、破線で示した形状Ｂの場合は１μＡ以
上となり、実に６桁以上の違いがある。したがって、本発明の半導体装置のコンタクトホールは、従来技術に対して大幅に接合リーク電流を低減していることがわかる。
携帯用電子機器や小型情報機器は近年ますます低消費電力化が進んでいる。例えば、数ｎＡオーダーの消費電流の半導体装置を用いる場合がある。このような場合においては、本発明の半導体装置は非常に有効であることがわかる。

以上の説明で明らかなように、本発明の半導体装置は、コンタクトホール２１の底部がすりばち形状の連続した曲面で構成される彫り込み凹部２２を有することにより、コンタクトホール底部の半導体層に角部がなく、この部分より発生するアロイスパイクを抑制することができる。もちろん、彫り込み凹部２２がすりばち形状であることは、コンタクトホール内における配線部材の被覆性も向上するが、より被覆性を向上させるために、コンタクトホール２１の開口上部から開口底部に向かい漸次開口径が小さい形状とする。このような構成とすることで、バリアメタル２３と金属配線２４とがコンタクトホール２１内に切れ目にないなだらかな形状となり、コンタクトホール２１の内部の被覆性が向上し、コンタクトホールの信頼性を向上させることができる。
また、彫り込み凹部２２とコンタクトホール２１との形成において、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程と第３のエッチング工程との３段階のエッチング処理を同一の装置で行なうことにより、製造方法の簡素化を実現することができる。

本発明の半導体装置は、半導体基板に設ける拡散層と半導体基板との間の接合リーク電流を抑制することと、金属配線と半導体層との接触抵抗を低減することとができる。このため、微細化用途の半導体装置としても好適であり、消費電流の小さい半導体装置にも適する。特に低電圧で動作する、例えば、光による発電電圧を二次電池に蓄積しそれを駆動源として動作する時計などの小型電子機器に搭載することができる。

本発明における半導体装置を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本発明における半導体装置の接合リーク電流を示す特性図である。アロイスパイクを模式的に示した断面図である。従来技術における半導体装置を示す断面図である。

符号の説明

１１半導体基板
１２フィールド酸化膜
１４多結晶シリコン配線
１５拡散層
１６絶縁膜
１７レジストパターン
２１コンタクトホール
２２彫り込み凹部
２３バリアメタル
２４金属配線
２５アロイスパイク

Claims

半導体層の上部に絶縁層を形成する工程と、該絶縁層上にフォトレジスト膜を形成する工程と、該フォトレジスト膜を所望の開口径で開口しコンタクトホール用レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記絶縁膜をエッチングしコンタクトホールを形成する第１のエッチング工程と、前記コンタクトホールの開口部周辺の前記レジストパターンをエッチングする第２のエッチング工程と、前記コンタクトホールの底部に対応する位置の前記半導体層を彫り込み凹部形状にエッチングする第３のエッチング工程と、前記コンタクトホール中にバリアメタルを介して金属層を形成する工程とを有し、前記第１のエッチング工程はＣＦ _４とＣＨＦ _３とＨｅとからなる反応ガスを用いたドライエッチングであり、前記第３のエッチング工程はＣＦ _４とＣＨＦ _３とＨｅとからなる反応ガスを用いたドライエッチングであり、前記第３のエッチング工程におけるＣＨＦ _３のＣＦ _４に対する組成比を、前記第１のエッチング工程におけるＣＨＦ _３のＣＦ _４に対する組成比よりも大きくして、前記彫り込み凹部の前記半導体層の表面が角部を有さない連続した曲面形状に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１のエッチング工程の第１のエッチング条件のガス圧とＲＦパワーとは、前記第３のエッチング工程の第３のエッチング条件のガス圧とＲＦパワーとより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。
前記第１のエッチング工程の第１のエッチング条件のガス圧と前記第２のエッチング工程の第２のエッチング条件のガス圧とは等しく、前記第２のエッチング工程の第２のエッチング条件のＲＦパワーと前記第３のエッチング工程の第３のエッチング条件のＲＦパワーとは等し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。