蚀刻方法 【技术领域】
本发明涉及用于在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部的蚀刻方法。
背景技术
伴随着半导体装置的尺寸的缩小，掩模间的重合的偏移量变为无法忽视的值。例如，如果栅布线和接触孔之间的掩模的重合偏移大，就会发生栅布线和嵌入接触孔中的导电膜短路，装置无法工作的问题。
对此，提出了被称作自动对准接触蚀刻法的蚀刻方法。下面，参照图9(a)，就该蚀刻方法加以说明。
如图9(a)所示，在源极区域或漏极区域之上形成了钴硅化物层101的硅衬底100之上，介于栅绝缘膜102，形成了由多晶硅膜构成的栅布线(栅电极)103。在栅布线103彼此之间以及栅布线103的上表面和壁面上堆积了具有10～80nm的厚度的氮化硅膜104，在该氮化硅膜104之上形成了氧化硅膜105。
对于氧化硅膜105，以具有孔形成用开口部的抗蚀图106为掩模，进行等离子体蚀刻，在氧化硅膜105的栅布线103彼此之间形成接触孔107。
可是，因为有必要使在栅布线103的壁面上堆积的氮化硅膜104残存，并且通过蚀刻除去栅布线103彼此之间形成的氧化硅膜105，所以存在蚀刻时间地界限小的问题。
另外，通过蚀刻除去栅布线103彼此之间形成的氧化硅膜105之后，有必要通过蚀刻除去接触孔107的底部露出的氮化硅膜104，使钴硅化物层101露出，但是在该步骤中，堆积在栅布线103的壁面上的氮化硅膜104被蚀刻，有可能使栅布线103在接触孔107中露出。
对此，提出了对于氧化硅膜105使用包含碳氟化合物气体的蚀刻气体，例如由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成的蚀刻气体，进行蚀刻的方法。
如果使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成的蚀刻气体对氧化硅膜105进行蚀刻，因为一边在接触孔107的壁部附着堆积膜，一边进行蚀刻，所以不但能确保蚀刻时间的界限，而且栅布线103也不会在接触孔107中露出。
可是，如果接触孔107的纵横比变大，在接触孔107的壁部附着的堆积膜的生长比对氧化硅膜105的接触孔107的底部存在的部分的蚀刻还具有优先性，如图9(b)所示，会发生对氧化硅膜105的接触孔107的底部的蚀刻停止的问题。
【发明内容】
鉴于所述问题，本发明的目的在于：当使用包含碳氟化合物气体的蚀刻气体对氮化硅膜之上形成的氧化硅膜进行蚀刻，在氧化硅膜上形成纵横比高的凹部时，对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻不停止。
为了实现所述的目的，本发明的第一蚀刻方法为一种在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部的蚀刻方法，其中包括使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成的蚀刻气体进行蚀刻的步骤。
根据第一蚀刻方法，因为在蚀刻气体中，除了在凹部的壁部使堆积膜生长的倾向强的C5F8气之外，还包含对凹部的底部的蚀刻的进行比对凹部的壁部的堆积膜生长还优先的CH2F2气，所以能均衡地进行凹部的壁部的堆积膜生长和对凹部的底部的蚀刻。因此，能防止对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。
在第一蚀刻方法中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上。
这样，能切实地避免对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。
在第一蚀刻方法中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上。
这样，在氧化硅膜上形成了凹部后，能继续蚀刻凹部的底部上露出的氮化硅膜。
在第一蚀刻方法中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上70％以下。
这样，当在凹部的壁部露出氮化硅膜时，能在不蚀刻氮化硅膜的角部的前提下，蚀刻在凹部的底部露出的氮化硅膜。
本发明的第二蚀刻方法，是在由衬底上介于氮化硅膜形成的包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜和由实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜构成的层叠膜上，形成纵横比高的凹部的蚀刻方法，其中，包括如下步骤：对上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的蚀刻；对下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的蚀刻。
根据第二蚀刻方法，因为对于由实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的等离子体蚀刻，所以在上层膜上能形成几乎具有垂直形状的凹部的上部。另外，对由包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的等离子体蚀刻，所以不但不会过渡蚀刻凹部上露出的氮化硅膜的侧壁部，而且在下层膜蚀刻不会停止，能形成凹部的下部。
在第二蚀刻方法中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上。
这样，能切实地避免对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。
在第二蚀刻方法中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上。
这样，在氧化硅膜上形成了凹部后，能继续蚀刻凹部的底部上露出的氮化硅膜。
在第二蚀刻方法中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上70％以下。
这样，当在凹部的壁部露出氮化硅膜时，能在不蚀刻氮化硅膜的角部的前提下，蚀刻在凹部的底部露出的氮化硅膜。
本发明的第三蚀刻方法，是在形成在衬底上并且具有第一凹部的氮化硅膜之上形成，由包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜和实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜构成的层叠膜上，形成与第一凹部一体化并且纵横比高的第二凹部的蚀刻方法，其中，包括如下步骤：对上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的干蚀刻；对下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的干蚀刻；通过湿蚀刻，除去第一凹部上残存的下层膜的步骤。
根据第三蚀刻方法，同第二蚀刻方法一样，能在下层膜上形成几乎具有垂直形状的第二凹部的上部，不会过度蚀刻第一凹部上露出的氮化硅膜的侧壁部，不会导致下层膜上的蚀刻的停止，能形成第二凹部的下部。
在第三蚀刻方法中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上70％以下。
这样，能形成锥度角大，具有近似垂直的形状的第二凹部。
在第三蚀刻方法中，下层膜最好为包含3.7wt％的硼和7.0wt％的磷的BPSG膜。
因为具有这样的组成的BPSG膜的流动性优异，所以由BPSG膜组成的下层膜能切实地填充在氮化硅膜上形成的第一凹部中。
【附图说明】
下面简要说明附图。
图1是本发明的各实施例的蚀刻方法中使用的蚀刻装置的剖视图。
图2(a)、(b)是表示本发明的实施例1的蚀刻方法的各步骤的剖视图。
图3(a)是表示CH2F2气的混合比和氟的发光强度以及碳的发光强度的关系的图，图3(b)是表示CH2F2气的混合比和C2的发光强度/F的发光强度的关系的图，图3(c)是表示CH2F2气的混合比和接触孔的成品率的关系的图。
图4(a)～(c)是说明本发明的实施例1的蚀刻方法中，对氮化硅膜的接触孔的底部的蚀刻步骤的剖视图。
图5(a)～(d)是说明本发明的实施例1的蚀刻方法中，使CH2F2气的混合比变化时的蚀刻模式的剖视图。
图6是表示本发明的实施例1的蚀刻方法中，CH2F2气的混合比和氮化硅膜的蚀刻量的关系的图。
图7是表示本发明的实施例1的蚀刻方法中，CH2F2气的混合比和漏电流的不发生率以及接触电阻的成品率的关系的图。
图8(a)～(c)是表示本发明的实施例2的蚀刻方法的各步骤的剖视图。
图9(a)、(b)是表示以往的蚀刻方法的各步骤的剖视图。
图10(a)、(b)是表示实施例2的比较例的蚀刻方法的各步骤的剖视图。
【具体实施方式】
(蚀刻装置)
下面，就本发明的各实施例的蚀刻方法加以说明，但是，作为其前提，首先参照图1，就本发明的各实施例的蚀刻方法中使用的蚀刻装置加以说明。
图1表示了使用双频型电容耦合等离子体的蚀刻装置的简要剖面结构，如图1所示，在反应室1的上部设置了具有用于导入蚀刻气体的气体导入口2a的上部电极2，从第一高频电源3向该上部电极2供给了第一高频电力。在反应室1的下部设置了成为保持硅衬底4的试料台的下部电极5，从第二高频电源6向该下部电极5供给了第二高频电力。另外，在反应室1的壁部上，连接了使反应室1的内部减压的涡轮分子泵7和干式泵8。
驱动涡轮分子泵7和干式泵8，把反应室1的内部减压到给定的压力后，如果在从气体导入口2a向反应室1的内部导入蚀刻气体的同时，从第一高频电源3向上部电极2供给第一高频电力，则在反应室1的内部，产生由蚀刻气体构成的等离子体。
接着，如果从第二高频电源6向下部电极5供给第二高频电力，则由蚀刻气体构成的等离子体被导入硅衬底4的表面中，所以蚀刻了硅衬底4。
另外，作为蚀刻装置中使用的等离子体，并不局限于双频型电容耦合等离子体，能使用电容耦合等离子体、电感耦合等离子体、微波等离子体或VHF等离子体等。
(实施例1)
下面，参照附图，就实施例1的蚀刻方法加以说明。
首先，如图2(a)所示，在源极区域或漏极区域之上形成了钴硅化物层11的硅衬底10之上，介于栅绝缘膜12形成了由多晶硅构成的高250nm宽200nm的栅布线13。接着，在包含栅布线13的硅衬底10之上依次形成具有30nm厚度的氮化硅膜14和由具有700nm厚度的BPSG膜构成的氧化硅膜15，然后，在该氧化硅膜15之上形成具有20nm的尺寸的孔形成用开口部的抗蚀图16。
(对氧化硅膜蚀刻步骤)
接着，如图2(b)所示，使用CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比(＝CH2F2气的混合比)为20％以上的蚀刻气体，例如由CH2F2气(流量：5ml/min(标准状态))、C5F8气(流量：8ml/min(标准状态))、Ar气(流量：800ml/min(标准状态))、O2气(流量：4ml/min(标准状态))的混合气体构成的蚀刻气体，对氧化硅膜15进行自动对准接触蚀刻，形成接触孔17。
根据实施例1，在蚀刻气体中除了使堆积膜生长的程度强的C5F8气，还包含对氧化硅膜的蚀刻的进行比堆积膜的生长还优先的CH2F2气，所以能均衡地进行附着在接触孔17的壁部的堆积膜的生长和对接触孔17的底部的蚀刻。因此，能防止在接触孔17的底部附着堆积膜、蚀刻停止。下面，参照以下的化学反应式，说明其理由。
当碳氟化合物气体中只包含C5F8气时，发生以下化学反应：
…(1)
而当碳氟化合物气体中包含C5F8气和CH2F2气时，发生以下化学反应：
…(2)
即当发生(1)的化学反应时，作为反应生成物，生成了C3F4(C/F＝0.75)，而当发生(2)的化学反应时，作为反应生成物，生成了C3F6(C/F＝0.50)。因此，C3F6的C/F比小于C3F4的C/F比，所以抑制了堆积膜的附着，能防止在接触孔17的底部附着堆积膜，蚀刻停止。
在实施例1中，因为使用CH2F2气的混合比为20％以上的蚀刻气体，所以能切实地防止对氧化硅膜15的接触孔17的底部的蚀刻停止。下面，参照图3(a)～(c)，就其理由加以说明。
图3(a)表示CH2F2气的混合比和氟(F：685nm)的发光强度以及碳(C2：516nm)的发光强度的关系，图3(b)表示CH2F2气的混合比和C2的发光强度/F的发光强度(＝发光强度比)的关系，图3(c)表示CH2F2气的混合比和接触孔的成品率的关系。
如图3(a)所示，如果CH2F2气的混合比增大，则碳氟化合物气体中的CH2F2气的比例增加，所以氟的发光强度增大。另外，由于基于CH2F2气中包含的氢的氟扫气效应，伴随着CH2F2气的混合比的增大，碳的发光强度也增大，但是氟的发光强度的增大程度比碳的发光强度的增大程度大。
因此，如图3(b)所示，伴随着CH2F2气的混合比增大，发光强度比变小。而且，CH2F2气的混合比不足20％时，伴随着CH2F2气的混合比的增大，发光强度急剧变小，但是，如果CH2F2气的混合比变为20％以上，发光强度比的下降比例钝化。因此，如果CH2F2气的混合比变为20％以上，等离子体中的碳离子的浓度肯定下降。
因此，如果CH2F2气的混合比变为20％以上，切实地减少了接触孔17的底部上附着的堆积膜，所以如图3(c)所示，急剧提高了接触孔的成品率。
(对氮化膜的蚀刻)
下面，说明对接触孔17的底部上露出的氮化硅膜14的蚀刻步骤。
如果使用所述的蚀刻气体，即包含CH2F2气和C5F8气，并且CH2F2气的混合比在20％以上并且低于50％的蚀刻气体，例如作为碳氟化合物气体，包含流量8ml/min(标准状态)的C5F8气和流量2～8ml/min(标准状态)的CH2F2气的蚀刻气体，进行蚀刻，则可切实地对氧化硅膜进行蚀刻，能形成良好的接触孔17，但是对接触孔17的底部上露出的氮化硅膜14几乎不进行蚀刻。
这里，使用对氮化硅膜14的蚀刻选择性上优异的蚀刻气体，例如使用包含CHF3气的蚀刻气体作为碳氟化合物气体，对接触孔17的底部上露出的氮化硅膜14进行蚀刻。
可是，因为该蚀刻气体对氮化硅膜14的蚀刻选择性上优异，所以如图4(a)所示，蚀刻了氮化硅膜14的角部(栅布线13的肩部)，出现栅布线13从接触孔17露出的问题。
这里，使用包含CH2F2气和C5F8气，并且CH2F2气的混合比在50％以上并且低于70％的蚀刻气体，例如作为碳氟化合物气体，包含流量8ml/min(标准状态)的C5F8气和流量8～18ml/min(标准状态)的CH2F2气的蚀刻气体，对氧化硅膜15进行蚀刻。
这样，不但切实地对氧化硅膜15进行了蚀刻，能形成良好的接触孔17，而且接着对接触孔17的底部上露出的氮化硅膜14进行了蚀刻，如图4(b)所示，能不蚀刻氮化硅膜14的角部，能使钴硅化物层11露出。
而如果使用包含CH2F2气和C5F8气，并且CH2F2气的混合比超过70％的蚀刻气体，例如作为碳氟化合物气体，包含流量8ml/min(标准状态)的C5F8气和流量大于18ml/min(标准状态)的CH2F2气的蚀刻气体，对氧化硅膜15进行蚀刻，则产生以下状态。
对氧化硅膜15切实地进行了蚀刻，能形成良好的接触孔17，接着对接触孔17的底部上露出的氮化硅膜14进行了蚀刻，所以能使钴硅化物层11露出。
但是，因为CH2F2气的混合比超过70％，所以对氮化硅膜14的蚀刻选择性变大，如图4(c)所示，蚀刻了氮化硅膜14的角部(栅布线13的肩部)，导致栅布线13从接触孔17露出。
因此，最好使用包含CH2F2气和C5F8气，并且CH2F2气的混合比在50％以上并且低于70％的蚀刻气体。
下面，参照图5(a)～(d)，说明使CH2F2气的混合比变化时的蚀刻模式。
图5(a)表示了对接触孔17的底部露出的氮化硅膜14进行蚀刻前的状态。在图5(a)中，接触孔17的比氮化硅膜14更靠上方的部分的尺寸a为200nm，接触孔17的比氮化硅膜14更靠下方的部分的尺寸b为100～150nm。
图5(b)表示了CH2F2气的混合比大于0并且低于50％时的模式，图5(c)表示了CH2F2气的混合比在50％以上并且低于70％时的模式，图5(d)表示了CH2F2气的混合比大于70％时的模式。
当CH2F2气的混合比大于0并且低于50％时，如图5(b)所示，因为在氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位以及接触孔17的底部附着了很多由CxFy构成的堆积膜，所以防止了基于氟的对氮化硅膜14的蚀刻。
当CH2F2气的混合比在50％以上并且低于70％时，如图5(c)所示，在氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位附着了很多由CxFy构成的堆积膜，而在接触孔17的底部附着的由CxFy构成的堆积膜很少。其理由在于：在氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位，孔尺寸a(＝200nm)大，面积也大，所以容易暴露在等离子体中，而在接触孔17的底部，孔尺寸b(＝100-150nm)小，面积也小，很难暴露在等离子体中。因此，氟离子照射在氮化硅膜14的接触孔17的底部，所以进行对接触孔17的底部的蚀刻。
当CH2F2气的混合比超过70％时，如图5(d)所示，因为在氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位以及接触孔17的底部几乎不附着由CxFy构成的堆积膜，所以进行基于氟离子的对堆积膜的蚀刻。
图6表示了CH2F2气的混合比和氮化硅膜14的蚀刻量的关系。在图6中，○表示氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位的蚀刻量，△表示氮化硅膜14的接触孔17的底部的蚀刻量。从图6可知，如果CH2F2气的混合比超过70％，则氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位的蚀刻量急剧增加，另外，如果CH2F2气的混合比低于50％，则氮化硅膜14的接触孔17的底部的蚀刻量急剧减少。
图7表示了CH2F2气的混合比和漏电流的不发生率(用△表示)以及接触电阻的成品率(用○表示)的关系。漏电流的不发生率为0％意味着栅布线13和嵌入接触孔17的导电膜短路，有漏电流，漏电流的不发生率为100％意味着栅布线13和嵌入接触孔17的导电膜不接触，无漏电流，是正常的。另外，接触电阻的成品率为0％意味着钴硅化物层11与嵌入接触孔17的导电膜不接触，电阻值无限大，接触电阻的成品率为100％意味着钴硅化物层11与嵌入接触孔17的导电膜切实接触，电阻值正常。
漏电流的不发生率为100％并且接触电阻的成品率为100％可以说是装置为合格品的条件。因此，如果使用CH2F2气的混合比为50％以上70％以下的蚀刻气体，就能得到合格的装置。
由以上的说明可知，在对接触孔17的底部露出的氮化硅膜14的蚀刻步骤中，如果使用包含CH2F2气和C5F8气，并且CH2F2气的混合比在50％以上并且低于70％的蚀刻气体，就不会过度蚀刻氮化硅膜14的与栅布线13的角部对应的部位，所以栅布线13和嵌入接触孔17的导电膜不接触，另外，切实地蚀刻了氮化硅膜14的接触孔17的底部，使钴硅化物层11与嵌入接触孔17的导电膜切实地接触。
(实施例2)
下面，参照附图，就实施例2的蚀刻方法加以说明。
首先，如图8(a)所示，在源极区域或漏极区域之上形成了钴硅化物层21的硅衬底20之上，介于栅绝缘膜22形成了由多晶硅构成的高250nm宽200nm的栅布线23后，在包含栅布线23的衬底20之上，堆积在栅布线23彼此之间具有凹部并且具有30nm厚度的氮化硅膜24。
接着，在氮化硅膜24之上，形成了包含3.9wt％的硼以及7.0wt％的磷并且由具有350nm厚度的BPSG膜构成的下层的层间绝缘膜25，使其填充了氮化硅膜24的凹部，然后，通过CMP法，使下层的层间绝缘膜25平坦化，然后，通过等离子体CVD法，在平坦化了的层间绝缘膜25之上，形成实质上由不包含杂质并且具有350nm的厚度氧化硅膜构成的上层的层间绝缘膜26。
接着，在上层的层间绝缘膜26之上，形成具有尺寸为200nm的孔形成用开口部的抗蚀图27。
接着，对上层的层间绝缘膜26，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气的对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，例如流量为800ml/min(标准状态)的Ar气、流量为35ml/min(标准状态)的O2气、流量为15ml/min(标准状态)的C5F8气的混合气构成的第一蚀刻气体，进行等离子体蚀刻，如图8(b)所示，在上层的层间绝缘膜26上形成接触孔28的上部28a。
接着，对下层的层间绝缘膜26，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气的对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，例如流量为800ml/min(标准状态)的Ar气、流量为4ml/min(标准状态)的O2气、流量为8ml/min(标准状态)的C5F8气、流量为5ml/min(标准状态)的CH2F2气的混合气构成的第二蚀刻气体，进行自动对准接触蚀刻，如图8(b)所示，在下层的层间绝缘膜25上形成接触孔28的下部28b。
在实施例2中，对由实质上不包含杂质的氧化硅膜构成的上层的层间绝缘膜26，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气的对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的等离子体蚀刻，所以能形成几乎具有垂直的形状的接触孔28的上部28a。
这时，第一蚀刻气体中O2气的流量的与O2气和C5F8气的合计流量的比(＝O2气的混合比)最好在60％以上。这样，能切实地形成顶部和底部尺寸都为200nm并且几乎具有垂直的形状的接触孔28的上部28a。
另外，对于由BPSG膜构成的下层的层间绝缘膜26，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气的对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的等离子体蚀刻，即O2气的对于碳氟化合物气体的混合比例相对小，所以不但不会过度蚀刻氮化硅膜24的接触孔28的壁部，而且因为在第二蚀刻气体中混合了CH2F2气，所以蚀刻不会停止，能形成接触孔28的下部28b。
这时，根据与实施例1同样的理由，如果第二蚀刻气体中的CH2F2气的混合比为20％以上，则能防止在接触孔28的底部附着堆积膜，蚀刻停止。另外，如果第二蚀刻气体中的CH2F2气的混合比为50％以上，能接着对下层的层间绝缘膜26的蚀刻，蚀刻氮化硅膜24的接触孔28的底部。另外，如果第二蚀刻气体中的CH2F2气的混合比为50％以上并且低于70％，则不会过度蚀刻氮化硅膜中与栅布线23的肩部对应的部位，能蚀刻氮化硅膜24的接触孔28的底部。
根据以上的理由，在实施例2中，第二蚀刻气体中的CH2F2气的混合比最好在20％以上并且低于70％。
这样，如图8(b)所示，不但能形成顶部尺寸和底部尺寸都为200nm的接触孔28的上部28a，而且能形成顶部尺寸为200nm并且底部尺寸为150nm的接触孔28的下部28b。即能形成顶部尺寸为200nm并且底部尺寸为150nm的接触孔28。
在实施例2中，作为下层的层间绝缘膜25，使用了包含3.9wt％的硼以及7.0wt％的磷，并且流动性优异的BPSG膜，所以能切实地把下层的层间绝缘膜25填充氮化硅膜24的凹部。
另外，作为上层的层间绝缘膜26，使用了实质上不包含杂质的氧化硅膜，所以在用于在上层的层间绝缘膜26上形成接触孔28的上部28a的蚀刻步骤中，能避免氮化硅膜24被蚀刻，露出栅布线23。即通过CMP法，使下层的层间绝缘膜25平坦化后，下层的层间绝缘膜25中的栅布线23的上侧部分的厚度变小。因此，应该使用BPSG膜作为上层的层间绝缘膜26，并且形成几乎具有垂直形状的接触孔28的上部28a，如果使用O2气的混合比为60％以上的蚀刻气体，则对BPSG膜的蚀刻对于对氮化硅膜24的蚀刻的选择性下降，所以有可能蚀刻了氮化硅膜24，露出栅布线23。可是，因为使用了实质上不包含杂质的氧化硅膜作为上层的层间绝缘膜26，所以在用于在上层的层间绝缘膜26上形成接触孔28的上部28a的蚀刻步骤中，几乎不蚀刻氮化硅膜24。
接着，通过使用氧等离子体的灰化，如图8(c)所示，除去抗蚀图27和接触孔28的内部残存的聚合物膜后，通过使用包含氟酸的水溶液的湿蚀刻，如图8(d)所示，除去接触孔27的内部残存的下层的层间绝缘膜25。
在该湿蚀刻步骤中，氟酸溶液不蚀刻由不含杂质的氧化硅膜构成的致密的上层的层间绝缘膜25，而通过氟酸溶液蚀刻由硼和磷的浓度高的BPSG膜构成的下层的层间绝缘膜26，所以切实地除去了接触孔27的内部残存的下层的层间绝缘膜25。
因此，接触孔27的底部尺寸扩大，变为170nm，所以能降低接触电阻。
下面，参照图10(a)、(b)，说明用于评价实施例2的蚀刻方法而实施的比较例。
首先，如图10(a)所示，与实施例2同样，在形成了钴硅化物层111的硅衬底110之上，介于栅绝缘膜112，形成了由多晶硅膜构成的高250nm宽200nm的栅布线113后，在包含栅布线113的衬底110之上，堆积氮化硅膜114。之后，在氮化硅膜114之上，形成了包含3.9wt％的硼以及7.0wt％的磷并且由具有700nm厚度的BPSG膜构成的层间绝缘膜115。
接着，对层间绝缘膜115，使用流量为800ml/min(标准状态)的Ar气、流量为4ml/min(标准状态)的O2气、流量为8ml/min(标准状态)的C5F8气、流量为5ml/min(标准状态)的CH2F2气的混合气构成的蚀刻气体，进行等离子体蚀刻，在层间绝缘膜115上形成接触孔117。
根据比较例，如图10(b)所示，接触孔117的形状为锥度角为85°以下的圆锥形状，顶部尺寸为200nm，而底部尺寸为100nm。这样，接触孔117的底部尺寸减小，所以接触电阻变大。这时，如果接触孔117和栅布线113彼此之间的凹部的对准偏移变大，则接触孔117的底部尺寸进一步变小。