JPH11111693A - コンタクトホール形成方法 - Google Patents

コンタクトホール形成方法

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JPH11111693A
JPH11111693A JP27272797A JP27272797A JPH11111693A JP H11111693 A JPH11111693 A JP H11111693A JP 27272797 A JP27272797 A JP 27272797A JP 27272797 A JP27272797 A JP 27272797A JP H11111693 A JPH11111693 A JP H11111693A
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JP
Japan
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contact hole
etching
film
insulating film
sion
Prior art date
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Pending
Application number
JP27272797A
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English (en)
Inventor
Tomoyoshi Tounohara
朝義 藤埜原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチング不足によりコンタクトホール底部
の下地上に絶縁膜が残り、レジスト除去後にこれを検出
した場合に、このコンタクトホール内の絶縁膜を容易に
除去できるコンタクトホール形成方法を提供する。 【解決手段】 下地10上に形成した絶縁膜11に有機
レジスト材13をマスクとしてエッチングにより開口部
15,15’を形成するコンタクトホール形成方法にお
いて、前記絶縁膜11上にこの絶縁膜11に対し所定の
エッチング選択比を有する別の無機絶縁膜12を積層し
た状態でエッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造プロ
セスにおけるコンタクトホール形成方法に関する。より
詳しくは、エッチングによる開口不良が生じた場合に容
易に対処できるコンタクトホール形成方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体装置製造プロセスにおいて、近年
の配線パターンの高密度化に伴い、基板や下層配線等の
下地層と上層配線とを接続するためのコンタクトホール
は、ますます高アスペクト比化している。このコンタク
トホールは、下地上の層間絶縁膜にレジストパターンを
マスクとしてエッチングにより開口するものである。こ
のようなコンタクトホールは、エッチング終了後SEM
(Scanning Electron Microscopy)の電子ビーム照射に
より非破壊検査される。
【0003】このSEMによる非破壊検査では、図3に
示すように、コンタクトホール1が形成された基板2上
の絶縁膜3の表面を電子ビームで走査し、電子ビームの
電荷をチャージさせる。コンタクトホール1の部分で
は、図3(A)のように、電荷が下地の基板2側に抜け
るため周辺部分との電位差が大きくなって、SEMの画
像でのコントラストの差が大きくなり周辺部の白い画像
に対しコンタクトホール部分が黒い画像となって表われ
る。
【0004】一方、図3(B)に示すように、コンタク
トホール1’の底にエッチングされなかった層間絶縁膜
の残膜4があると、この残膜4部分に電荷がチャージさ
れる。このため、周辺部との間の電位差が(A)の場合
より小さくなって、画面上では、灰色に表示される。こ
れにより、コンタクトホール1’が完全には開口してい
ないことが観察され、エッチング不足による欠陥コンタ
クトホールであることが検出される。
【0005】このような電子ビームによる検査を、エッ
チングプロセス終了後絶縁膜上にレジストを残した状態
で行うと、図4(A)に示すように、基板2上の絶縁膜
3に正常なコンタクトホール1が形成された場合、およ
び(B)に示すように、残膜4が残る欠陥コンタクトホ
ール1’が形成された場合ともに、絶縁膜3上の有機材
料のレジスト5に電子ビームによる電荷が多量にチャー
ジされる。このため、欠陥コンタクトホール1’の残膜
4にチャージされた電荷による周囲との電位差が、
(A)の正常な場合、および(B)の欠陥の場合の間で
差がほとんどなくなり、残膜4の有無の識別ができなく
なる。そこで、前述の図3に示したように、レジスト5
を除去した状態で電子ビーム照射によるコンタクトホー
ルの検査を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにレジストを除去した状態で検査を行い、エッチング
不足の欠陥コンタクトホール1’を検出した場合、さら
にエッチング処理を施してその底部の残膜4を除去しよ
うとしても、既にレジストが除去されているため、追加
エッチングすることができず修復不可能である。
【0007】一方、コンタクトホール形成方法として、
絶縁膜上に導電体であるポリシリコンを積層してこれを
パターニングし、レジストを除去した後、このポリシリ
コンをマスクとして絶縁膜に開口を形成する方法が開示
されている(特開平6−275574号公報)。しかし
ながら、この公報記載の方法は、導電体マスクによりオ
ーバーエッチによる下地材のクラウンの防止を図るもの
であって、前述のようなコンタクトホール底部のエッチ
ング不足に対処するものではない。
【0008】また、従来半導体装置において、ハレーシ
ョン防止等を図るため、SiON等の反射防止膜を電極
上に設けている(同上公報参照)。
【0009】本発明はこれらの従来技術を考慮してなさ
れたものであって、エッチング不足によりコンタクトホ
ール底部の下地上に絶縁膜が残り、レジスト除去後にこ
れを検出した場合に、このコンタクトホール内の絶縁膜
を容易に除去できるコンタクトホール形成方法の提供を
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、下地上に形成した絶縁膜に有機レジス
ト材をマスクとしてエッチングにより開口部を形成する
コンタクトホール形成方法において、前記絶縁膜上にこ
の絶縁膜に対し所定のエッチング選択比を有する別の無
機絶縁膜を積層した状態でエッチングを行うことを特徴
とするコンタクトホール形成方法を提供する。
【0011】この構成によれば、開口すべき絶縁膜の上
にさらに無機絶縁膜を積層してからエッチングを行って
コンタクトホールを開口し、この無機絶縁膜を残してレ
ジストを除去する。このレジストを除去した状態で電子
ビーム照射によりコンタクトホールの検査を行い、コン
タクトホール底部に残膜が検出された場合、前記無機絶
縁膜をマスクとする追加エッチング処理によりこの残膜
を除去することができる。この場合、無機絶縁膜は電荷
をチャージしないため電子ビーム照射による検査に支障
を来すことはない。また、この無機絶縁材は、残膜の絶
縁膜材料との間で所定の必要な選択比を有する材料を選
んでおくことにより、残膜除去のためのエッチング処理
が円滑に行われる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1(A)(B)(C)は、本発
明の実施の形態に係るコンタクトホール形成方法の各プ
ロセスを順番に示す断面図である。
【0013】まず(A)に示すように、Si基板10上
にSiO2 からなる層間絶縁膜11を形成し、その上に
SiONからなる無機絶縁膜12を積層する。この無機
絶縁膜12上にコンタクトホールに対応したパターン1
4を有する有機材料のレジスト13が印刷塗布される。
上記無機絶縁膜12を構成するSiON中のSi組成
は、後述の残膜除去のための追加エッチングを可能とす
るためにSiO2 に対するSiONの選択比がほぼ3以
上となるようなSi含有率としておく。
【0014】次に、(B)に示すように、上記レジスト
13をマスクとして、パターン14にしたがってエッチ
ングによりコンタクトホール15を形成する。この場
合、同じレジスト13をマスクとしてSiONおよびS
iO2 を連続して1度のプロセスでエッチング処理して
もよいし、または別々の装置であるいはエッチングガス
等の条件を変えて別のプロセスでSiONおよびSiO
2 をそれぞれ別個にエッチング処理してもよい。あるい
は、最初にSiONをエッチングした後、レジストを除
去し、このSiONだけをマスクとしてSiO2 をエッ
チング処理してもよい。
【0015】次に、(C)に示すように、アッシングに
よりレジストを除去し、SEMによる開口検査を行う。
この場合、SiO2 の層間絶縁膜11上のSiONの無
機絶縁膜12には、前述の図4のレジストの場合のよう
に多量の電荷がチャージされないため、電子ビーム照射
によるコンタクトホール15の開口確認が支障なくでき
る。
【0016】図2(A)〜(D)は、コンタクトホール
に欠陥が生じた場合の本発明方法の各プロセスを順番に
示す断面図である。まず、図1の(A)と同様に、図2
(A)に示すように、Si基板10上にSiO2 からな
る層間絶縁膜11が形成され、その上にSiONからな
る無機絶縁膜12が積層される。この無機絶縁膜12上
にコンタクトホールに対応したパターン14を有する有
機材料のレジスト13が印刷塗布される。
【0017】次に、図1の(B)と同様に、図2(B)
に示すように、上記レジスト13をマスクとして、パタ
ーン14にしたがってエッチングによりコンタクトホー
ルを開口するが、この場合、エッチング不足により底部
にSiO2 の残膜16が残された欠陥コンタクトホール
15’が形成されている。このような欠陥コンタクトホ
ール15’の残膜16は、(C)に示すように、レジス
ト13を除去した後の電子ビーム照射による開口検査に
より検出される。
【0018】このような開口不良のコンタクトホール1
5’が検出された場合、(D)に示すように、SiON
の無機絶縁膜12をマスクとしてSiO2 の残膜16を
追加エッチングにより除去する。このとき、SiONと
して予めSiO2 との間でエッチングの選択比を例えば
3以上となるように組成を調整しておくことにより、S
iONはエッチングされないでマスクとして機能し、S
iO2 のみを有効にエッチングして残膜16を除去する
ことができる。これにより、正常に開口したコンタクト
ホール17が形成される。
【0019】このようなSiON膜は、エッチングに対
するマスクとして機能するばかりでなく、そのSi含有
率を適当に選択することにより、誘電率や反射率を変え
ることができるため、多層配線の層間膜として用いた場
合には、下地配線に対するハレーションを抑制し、かつ
デバイス中に残して支障のない誘電率のSiON膜を形
成することができる。
【0020】
【実施例】上記SiONからなる無機絶縁膜12形成の
実施例を以下に示す。
【0021】 成膜装置: プラズマCVD装置 形成条件: プラズマガス:SiH4/N2O/He=200/400/800 sccm 温度: 400℃ 成膜圧力: 2.5Torr RF Power:200W 堆積速度: 360nm/min 以上の条件により、 均一性: ほぼ±5%以内 屈折率: 約2.1(波長633nm) 誘電率: 約3 のSiON膜を形成することができた。
【0022】また、コンタクトホール底部の残膜16を
除去するための追加エッチングの実施例を以下に示す。
【0023】エッチング装置:高密度プラズマSiO2
ドライエッチング装置 エッチング条件: エッチングガス: C4F8/CO/Ar/CHF3=10/300/500/20 s
ccm 圧力: 5Pa 電力: 1500W SiONエッチレート:200nm/min SiO2 エッチレート:600nm/min 選択比: 3 以上の条件でSiO2 の残膜16を確実に除去すること
ができた。
【0024】なお、上記実施例において、層間絶縁膜や
基板の材質あるいはエッチング条件等によっては、無機
絶縁膜として上記実施例のSiONに代えてSiNを用
いることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、開口すべき絶縁膜の上にさらに無機絶縁膜を積層し
てからエッチングを行ってコンタクトホールを開口し、
この無機絶縁膜を残してレジストを除去した状態で電子
ビーム照射によりコンタクトホールの検査を行い、コン
タクトホール底部に残膜が検出された場合、前記無機絶
縁膜をマスクとするエッチング処理によりこの残膜を除
去することができる。この場合、無機絶縁膜は電荷をチ
ャージしないため電子ビーム照射による検査に支障を来
すことはない。またこれにより、半導体製造プロセスの
ラインにおいて、コンタクト開口をその位置でモニター
し欠陥のある場合にはこれを修復することができるた
め、信頼性の高い高アスペクト比のコンタクトホールを
効率よく形成することができ歩留りを向上させ生産性を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 コンタクトホールが正常に開口した場合の本
発明方法のプロセスを順番に示す基板の要部断面図。
【図2】 欠陥コンタクトホールが検出された場合の本
発明方法のプロセスを順番に示す基板の要部断面図。
【図3】 従来のコンタクトホール検査方法の説明図。
【図4】 従来のレジストを残したコンタクトホール検
査方法の説明図。
【符号の説明】
10:Si基板、11:層間絶縁膜(SiO2 膜)、1
2:無機絶縁膜(SiON膜)、13:レジスト、1
4:パターン、15,17:正常なコンタクトホール、
15’:欠陥コンタクトホール、16:残膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下地上に形成した絶縁膜に有機レジスト材
    をマスクとしてエッチングにより開口部を形成するコン
    タクトホール形成方法において、 前記絶縁膜上にこの絶縁膜に対し所定のエッチング選択
    比を有する別の無機絶縁膜を積層した状態でエッチング
    を行うことを特徴とするコンタクトホール形成方法。
  2. 【請求項2】前記下地上に形成した絶縁膜はSiO2
    らなり、前記別の無機絶縁膜はSiONからなることを
    特徴とする請求項1に記載のコンタクトホール形成方
    法。
JP27272797A 1997-10-06 1997-10-06 コンタクトホール形成方法 Pending JPH11111693A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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