(57)【要約】【課題】半導体装置の材料コスト、製造コストを低減可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明にかかる半導体装置の製造方法は、シリコンサーメット膜５を形成する工程と、シリコンサーメット膜５を保護する保護膜４を形成する工程と、保護膜４をプラズマエッチングすることでコンタクトホール６を形成する開口工程と、を備える。そして、開口工程におけるエッチングの終点を検出するためのエッチング検出層３が保護膜４と接するように形成されている。保護膜４とエッチング検出層３の少なくとも一方には、保護膜４に含まれる元素とエッチング検出層３に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている。開口工程において、両方に共通しない元素のプラズマ発光に基づき保護膜４のエッチングの終点を検出する。【選択図】図３
2010129961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンサーメット膜を形成する工程と、
前記シリコンサーメット膜を保護する保護膜を形成する工程と、
前記保護膜をプラズマエッチングすることでコンタクトホールを形成する開口工程と、を備え、
前記開口工程におけるエッチングの終点を検出するためのエッチング検出層が前記保護膜と接するように形成されており、
前記保護膜と前記エッチング検出層の少なくとも一方には、前記保護膜に含まれる元素と前記エッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれており、
前記開口工程において、前記両方に共通しない元素のプラズマ発光に基づき前記保護膜のエッチングの終点を検出する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記シリコンサーメット膜を、基板上に形成された絶縁膜上の第１の領域に形成し、
前記エッチング検出層を、前記第１の領域のシリコンサーメット膜上、及び、前記シリコンサーメット膜が形成されていない第２の領域の前記絶縁膜上に形成し、
前記保護膜を、前記エッチング検出層上に形成し、
前記開口工程で、前記保護膜の前記第１の領域にコンタクトホールを、前記保護膜の前記第２の領域にエッチング検出用開口部を、前記エッチング検出層まで形成し、更に、前記第１の領域のエッチング検出層に前記シリコンサーメット膜までコンタクトホールを形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記エッチング検出層を、基板上に形成された絶縁膜上に形成し、
前記シリコンサーメット膜を、前記エッチング検出層上の第１の領域に形成し、
前記保護膜を、前記第１の領域のシリコンサーメット膜上、及び前記シリコンサーメット膜が形成されていない第２の領域の前記エッチング検出層上に形成し、
前記開口工程で、前記保護膜の前記第１の領域にコンタクトホールを前記第１の領域の前記シリコンサーメット膜まで形成すると共に、前記保護膜の前記第２の領域にエッチング検出用開口部を前記第２の領域の前記エッチング検出層まで形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記エッチング検出層はＳｉＯ２を含み、前記保護膜はＳｉＮを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記エッチング検出用開口部の面積は、前記コンタクトホールの開口部の面積よりも大きい請求項２乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記エッチング検出層の厚さが、前記シリコンサーメット膜の厚さ未満となるように形成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
シリコンサーメット膜と、
前記シリコンサーメット膜を保護する保護膜と、
前記保護膜と接するように形成されたエッチング検出層と、
前記保護膜に形成されたコンタクトホール内に充填された、前記シリコンサーメット膜と接続する配線と、を備え、
前記保護膜と前記エッチング検出層の少なくとも一方には、前記保護膜に含まれる元素と前記エッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている、半導体装置。
【請求項８】
前記シリコンサーメット膜は、基板上に形成された絶縁膜上の第１の領域に形成されており、
前記エッチング検出層は、前記第１の領域のシリコンサーメット膜上、及び、前記シリコンサーメット膜が形成されていない第２の領域の前記絶縁膜上に形成されており、
前記配線は、前記第１の領域の前記保護膜と前記エッチング検出層に形成されたコンタクトホール内に充填されており、
前記第２の領域の前記保護膜と前記エッチング検出層にエッチング検出用開口部を有する、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記エッチング検出層は、基板上に形成された絶縁膜上に形成されており、
前記シリコンサーメット膜は、前記エッチング検出層上の第１の領域に形成されており、
前記保護膜は、前記第１の領域のシリコンサーメット膜上、及び前記シリコンサーメット膜が形成されていない第２の領域の前記エッチング検出層上に形成されており、
前記配線は、前記第１の領域の前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール内に充填されており、
前記第２の領域の前記保護膜にエッチング検出用開口部を有する、請求項７に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に安定した高抵抗値が得られる半導体装置およびその半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波電力増幅器、高周波アンテナスイッチなど高周波信号を扱うアナログ集積回路の半導体チップは、高集積化の要求によりトランジスタ、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの素子を１チップに形成するＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）が使用されている。
【０００３】
半導体チップに形成されるトランジスタには、以下に示すものがある。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系の金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳ  ＦＥＴ：Metal Semiconductor Field Effect Transistor、以下、ＭＥＳＦＥＴと略す）。ＭＥＳＦＥＴの高周波特性及びノイズ特性を改善したＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor、以下、ＨＥＭＴと略す）と称されるトランジスタ（以下、ＭＥＳＦＥＴおよびＨＥＭＴを合わせて、ＦＥＴと称する場合がある）。ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（Heterojunction Bipolar Transistor：以下、ＨＢＴと略す）。
【０００４】
半導体チップに形成される抵抗には、半導体素子の高集積化の要求により、例えば高シート抵抗が得られるＴａＳｉＯ２などのシリコンサーメット膜が用いられている。そして、その膜厚は高シート抵抗を得るために、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度にする必要がある。
【０００５】
製造工程において、ＭＥＳＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＨＢＴなどのトランジスタとシリコンサーメット膜をＡｕやＡｌなどの電極配線によって接続するためのコンタクトホールを形成する際、シリコンサーメット材料が弗酸やフッ素系ガス、塩素系ガスなどによって容易にエッチングされてしまうことがあった。
【０００６】
このことが原因で、電極配線とシリコンサーメット膜との接触抵抗が異常に高くなり、正常な抵抗値が得られない場合があった。また、電極配線とシリコンサーメット膜との接触面積が極端に減少することで局所的に電流・電界が集中してしまい、信頼性が低下する場合もあった。
【０００７】
図８に、特許文献１による半導体装置を説明するための図を示す。半導体装置２５は、基板１８上の第１の絶縁膜１９上に形成されたＴａＳｉＯ２からなる抵抗膜（シリコンサーメット膜）２１と、通電用のコンタクトホール２３を有して抵抗膜２１を覆う第２の絶縁膜２０を有する。更に、半導体装置２５は、シリコンサーメット膜２１に接して形成され、少なくともコンタクトホール２３を覆う第１の低抵抗金属膜２２と、第１の低抵抗金属膜２２にコンタクトホール２３を介して接続された第２の低抵抗金属膜２４（すなわち、コンタクトホールに充填された低抵抗金属）とを有し、それらが積層して形成されている。そして、特許文献１による半導体装置では、低抵抗金属膜２２、２４の少なくとも一方の材料として金を用いている。
【０００８】
特許文献１による半導体装置では、ＴａＳｉＯ２からなるシリコンサーメット膜２１上にＡｕからなる第１の低抵抗金属膜２２を形成しているので、シリコンサーメット膜２１に対して直接エッチングを施さずにコンタクトホール２３を形成することができる。また、エッチングの際、絶縁膜とＡｕのエッチング選択比を高めることができるため、十分なオーバーエッチングを行うことができ、コンタクトホールを安定して形成することができる。
【特許文献１】特開２００３−１６３２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の半導体装置および半導体装置の製造方法では、低抵抗金属膜に金を使用しており、また、低抵抗金属膜を形成するためのＰＲ工程（フォトレジスト工程）と形成工程が必要となるため、材料コスト、製造コストが大幅に増加する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、シリコンサーメット膜を形成する工程と、前記シリコンサーメット膜を保護する保護膜を形成する工程と、前記保護膜をプラズマエッチングすることでコンタクトホールを形成する開口工程と、を備える。そして、前記開口工程におけるエッチングの終点を検出するためのエッチング検出層が前記保護膜と接するように形成されている。前記保護膜と前記エッチング検出層の少なくとも一方には、前記保護膜に含まれる元素と前記エッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている。前記開口工程において、前記両方に共通しない元素のプラズマ発光に基づき前記保護膜のエッチングの終点を検出する。
【００１１】
本発明にかかる製造方法を用いることで、シリコンサーメット膜上に金などの低抵抗膜を形成する必要がなくなり、また、エッチングの終点検出ができるので精度よくコンタクトホールを形成することができ、材料コスト、製造コストを低減することができる。
【００１２】
また、本発明にかかる半導体装置は、シリコンサーメット膜と、前記シリコンサーメット膜を保護する保護膜と、前記保護膜と接するように形成されたエッチング検出層と、前記保護膜に形成されたコンタクトホール内に充填された、前記シリコンサーメット膜と接続する配線と、を備える。そして、前記保護膜と前記エッチング検出層の少なくとも一方には、前記保護膜に含まれる元素と前記エッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている。
【００１３】
このような構成により、シリコンサーメット膜上に金などの低抵抗膜を形成する必要がなくなり、また、エッチングの終点検出ができるので精度よくコンタクトホールを形成することができ、材料コスト、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、半導体装置の材料コスト、製造コストを低減可能な半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本実施形態にかかる発明の骨子について説明する。
本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は次の工程を有する（図３乃至図６参照）。
シリコンサーメット膜５、１３を形成する工程（図３（ａ）、図５（ｂ））。シリコンサーメット膜５、１３を保護する保護膜４、１２を形成する工程（図３（ｃ）、図５（ｃ））。保護膜４、１２をプラズマエッチングすることでコンタクトホール６、１４を形成する開口工程（図４（ｄ）、図６（ｄ））。
【００１６】
そして、開口工程におけるエッチングの終点を検出するためのエッチング検出層３、１１が保護膜４、１２と接するように形成されている。保護膜４、１２とエッチング検出層３、１１の少なくとも一方には、保護膜に含まれる元素とエッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている。
また、開口工程において、両方に共通しない元素のプラズマ発光に基づき保護膜４、１２のエッチングの終点を検出する。ここで、プラズマ発光に基づき保護膜４、１２のエッチング終点を検出するとは、次の場合をいう。
【００１７】
保護膜に、両方に共通しない元素が含まれている場合。
この場合は、保護膜をエッチングする際に両方に共通しない元素のプラズマ発光を検出する。そして、エッチングがエッチング検出層まで達したときに、このプラズマ発光が消滅（減衰でもよい）し、このタイミングがエッチングの終点となる。
【００１８】
エッチング検出層に、両方に共通しない元素が含まれている場合。
この場合は、保護膜をエッチングする際に両方に共通しない元素のプラズマ発光をモニタする。保護膜には両方に共通しない元素が含まれていないため、保護膜をエッチングしているときは、両方に共通しない元素は検出されない。そして、エッチングがエッチング検出層まで達したときに、両方に共通しない元素のプラズマ発光が検出され、このタイミングがエッチングの終点となる。
【００１９】
保護膜とエッチング検出層の両方に、両方に共通しない元素が含まれている場合。
この場合は、保護膜にのみ含まれる元素、または、エッチング検出層にのみ含まれる元素をモニタすることでエッチングの終点を検出することができる。
すなわち、保護膜にのみ含まれる元素を用いてエッチングの終点を検出する場合は、保護膜をエッチングする際に保護膜にのみ含まれる元素のプラズマ発光を検出する。そして、エッチングがエッチング検出層まで達したときに、このプラズマ発光が消滅（減衰でもよい）し、このタイミングがエッチングの終点となる。
また、エッチング検出層にのみ含まれる元素を用いてエッチングの終点を検出する場合は、保護膜をエッチングする際にエッチング検出層にのみ含まれる元素のプラズマ発光をモニタする。保護膜にはエッチング検出層にのみ含まれる元素が含まれていないため、保護膜をエッチングしているときは、この元素は検出されない。そして、エッチングがエッチング検出層まで達したときに、エッチング検出層にのみ含まれる元素のプラズマ発光が検出され、このタイミングがエッチングの終点となる。
【００２０】
上記、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を用いることで、シリコンサーメット膜上に金などの低抵抗膜を形成する必要がなくなり、また、エッチングの終点検出ができるので精度よくコンタクトホールを形成することができ、材料コスト、製造コストを低減することができる。
【００２１】
次に、本実施形態にかかる半導体装置について説明する（図１、図２参照）。
本実施形態にかかる半導体装置は、シリコンサーメット膜５、１３と、シリコンサーメット膜５、１３を保護する保護膜４、１２と、保護膜と接するように形成されたエッチング検出層３、１１とを有する。また、保護膜４、１２に形成されたコンタクトホール６、１４内に充填された、シリコンサーメット膜５、１３と接続する配線７、１５と、を備える。そして、保護膜４、１２とエッチング検出層３、１１の少なくとも一方には、保護膜に含まれる元素とエッチング検出層に含まれる元素のうち両方に共通しない元素が含まれている。
【００２２】
以下、本実施形態にかかる半導体装置及び半導体装置の製造方法に関して、実施の形態１、実施の形態２で詳細に説明する。
発明の実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置を説明するための図である。また、図３および図４は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。まず、図３と図４を用いて本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。
【００２３】
本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、基板１上に形成された絶縁膜２上の第１の領域３０にシリコンサーメット膜５を形成する第１の工程（図３（ａ））を有する。
ここで、基板１は、例えば半導体材料であるＧａＡｓからなるが、これ以外にもＳｉ、ＩｎＰ、ＧａＮ、又はＳｉＣなどであってもよい。また、絶縁膜２は、例えば、シリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成を有する絶縁膜である。
【００２４】
また、抵抗材料膜であるシリコンサーメット膜５は、例えばＴａＳｉＯ２膜である。しかし、シリコンサーメット膜５には、シリコン及び金属元素と、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素とを含む組成を有する材料で構成してもよい。このとき用いる金属元素としては、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒである。
【００２５】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、第１の領域３０のシリコンサーメット膜５上、及び、シリコンサーメット膜５が形成されていない第２の領域３１の絶縁膜２上に、エッチング検出層３を形成する第２の工程（図３（ｂ））を有する。
【００２６】
ここで、第１の領域３０は、基板表面の領域のうちシリコンサーメット膜５が形成されている領域である。また、第２の領域３１は、基板表面の領域のうちシリコンサーメット膜５が形成されていない領域である。つまり、第２の工程では、エッチング検出層３が、シリコンサーメット膜５を覆うように形成されている。
また、エッチング検出層３は、例えばＳｉＯ２で構成される。ここで、エッチング検出層３は、後述する保護膜４に無い元素を含む膜であればよく、典型的には、シリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成の膜で構成される。
【００２７】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、第１の領域３０及び第２の領域３１のエッチング検出層３上に、エッチング検出層３には含まれない元素を有する保護膜４を形成する第３の工程（図３（ｃ））を有する。
ここで、保護膜４は、例えばＳｉＮで構成される。保護膜４は、エッチング検出層３に無い元素を含む膜であればよく、典型的には、シリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成の膜で構成される。
【００２８】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、保護膜４の第１の領域３０にコンタクトホール６を、保護膜４の第２の領域３１にエッチング検出用開口部６ａを、エッチング検出層３まで形成する第４の工程（図３（ｄ））を有する。更に、第１の領域３０のエッチング検出層３にシリコンサーメット膜５までコンタクトホール６を形成する第５の工程（図３（ｅ））を有する。
【００２９】
ここで、第４の工程において保護膜４をドライエッチングしてコンタクトホール６を形成する際、発光分光分析法を利用してエッチングの終点を検出する。すなわち、エッチング反応中のプラズマ光の分光分析により、終点時に光学的に変化を起こした波長帯を検出し解析することで、最適な終点を検出することができる。尚、エッチング反応中のプラズマ光の波長帯については、量子力学によって決まる離散的な多数の値となっており、元素ごとに決まる固有の波長の光となる（輝線スペクトル）。
【００３０】
本実施形態では、保護膜４とシリコンサーメット膜５との間のエッチング検出層３に、保護膜４には無い元素を含む絶縁膜を用いることで、光学的に変化を起こす波長帯の発光強度を変えることができる。
例えば、保護膜４にＳｉＮ膜を、エッチング検出層３にＳｉＯ２膜を用い、発光強度をある一定の波長帯（４２１ｎｍ）にて検出（Ｎ元素を検出）した場合を、図７に示す。図７より、ＳｉＮ膜（保護膜４）をエッチングしている時は発光強度が大きいが、ＳｉＯ２膜（エッチング検出層３）をエッチングしている時には発光強度が小さくなるといえる。つまり、発光強度が変化するタイミングがエッチングの終点（エッチング検出層３に到達した点）となる。
【００３１】
なお、この場合、酸素の発光強度にあわせてプラズマ発光をモニタしてもよい。つまり、酸素の発光強度にあわせてプラズマ発光をモニタした場合、保護膜４をエッチングしているときにはプラズマ発光は得られない。しかし、エッチングがエッチング検出層まで達すると、酸素原子のプラズマ発光が検出される。そしてこのタイミングがエッチングの終点となる。
【００３２】
また、第５の工程では、エッチング検出層３に、シリコンサーメット膜５に到達するまでコンタクトホール６を形成する。この時のエッチング量は、例えばエッチング検出層３の膜厚に基づいて決定する。ここで、エッチング検出層３の膜厚は保護膜４の膜厚よりも薄い。このため、コンタクトホールを形成する際に、エッチング検出層３を形成せずに保護膜の厚さを用いてエッチング量を推定するよりも、エッチング検出層３を形成してエッチングの終点を検出し、その後、エッチング検出層３の膜厚を用いてエッチング量を推定するほうが、精度よくコンタクトホールを形成できる。
【００３３】
よって、本実施形態にかかる製造方法を用いることにより、コンタクトホールを形成する際のドライエッチングにおいて、エッチングの終点検出が可能となり、シリコンサーメット膜へのオーバーエッチング量を減らすことができる。
【００３４】
また、ＴａＳｉＯ２とＳｉＯ２のエッチングレート比が１：２程度であり、オーバーエッチング量を５０〜１００％とすると、エッチング検出層３の厚さはシリコンサーメット膜５の厚さ未満であることが好ましい。
つまり、通電用のコンタクトホールは一般的にドライエッチングによって形成されるが、コンタクトホールを形成する際は、安定のために充分なオーバーエッチングを施して形成することが必要となる。
この時、被エッチング膜の厚さに対して５０〜１００％の厚さぶんのオーバーエッチング量になる場合も少なくない。エッチング検出層をシリコンサーメット膜の厚さ未満とすると、充分なオーバーエッチング量を考慮しても安定してコンタクトホールを製造することができる。
【００３５】
また、通電用のコンタクトホール６はシリコンサーメット膜上に形成されるため、ウェハ面内でのコンタクトホール開口面積は、１〜２％程度である。この場合、発光分光分析法を利用してエッチングの終点を検出するのに十分な発光強度を得ることは困難である。このため、エッチング検出用開口部６ａを、シリコンサーメット膜が形成されない領域（第２の領域３１）に形成することで、発光強度を増加することができ安定したエッチング終点検出が可能となる。この時、エッチング検出用開口部６ａの面積は、コンタクトホール６の開口部の面積よりも大きいことが好ましい。
【００３６】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、コンタクトホール６に導電性材料７を充填する第６の工程（図３（ｆ））を有する。導電性材料７はシリコンサーメット膜５と接触するように充填され、配線となる。ここで、導電性材料としては、例えばＡｌやＡｕなどを用いることができる。
【００３７】
本実施形態にかかる半導体装置８は、図１に示すように、基板１と、基板１上に形成された絶縁膜２と、絶縁膜２上の第１の領域３０に形成されたシリコンサーメット膜５を有する。更に、本実施形態にかかる半導体装置８は、第１の領域３０のシリコンサーメット膜５上、及び、シリコンサーメット膜５が形成されていない第２の領域３１の絶縁膜２上に形成されたエッチング検出層３と、第１の領域３０及び第２の領域３１のエッチング検出層３上に形成された、エッチング検出層３には含まれない元素を有する保護膜４を有する。更に、本実施形態にかかる半導体装置は、第１の領域３０の保護膜４とエッチング検出層３に形成されたコンタクトホール６内に充填された、シリコンサーメット膜５と接続する配線７と、第２の領域３１の保護膜４とエッチング検出層３に形成されたエッチング検出用開口部６ａを有する。
【００３８】
本実施形態にかかる発明により、半導体装置の材料コスト、製造コストを低減可能な半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【００３９】
発明の実施の形態２．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
図２は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置を説明するための図である。また、図５および図６は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。まず、図５と図６を用いて本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。
【００４０】
本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、基板９上に形成された絶縁膜１０上にエッチング検出層１１を形成する第１の工程（図５（ａ））を有する。
ここで、基板９は、例えば半導体材料であるＧａＡｓからなるが、これ以外にもＳｉ、ＩｎＰ、ＧａＮ、又はＳｉＣなどであってもよい。また、絶縁膜１０は、例えばシリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成を有する絶縁膜である。
また、エッチング検出層１１は、例えばＳｉＯ２で構成される。ここで、エッチング検出層１１は、後述する保護膜１２に無い元素を含む膜であればよく、典型的には、シリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成の膜で構成される。
【００４１】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、エッチング検出層１１上の第１の領域４０にシリコンサーメット膜１３を形成する第２の工程（図５（ｂ））を有する。
ここで、抵抗材料膜であるシリコンサーメット膜１３は、例えばＴａＳｉＯ２膜である。しかし、シリコンサーメット膜１３には、シリコン及び金属元素と、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素とを含む組成を有する材料で構成してもよい。このとき用いる金属元素としては、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒである。
【００４２】
ここで、第１の領域４０は、基板表面の領域のうちシリコンサーメット膜１３が形成されている領域である。また、第２の領域４１は、基板表面の領域のうちシリコンサーメット膜１３が形成されていない領域である。
【００４３】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、第１の領域４０のシリコンサーメット膜１３上、及びシリコンサーメット膜１３が形成されていない第２の領域４１のエッチング検出層１１上に、エッチング検出層１１には含まれない元素を有する保護膜１２を形成する第３の工程（図５（ｃ））を有する。
ここで、保護膜１２は、例えばＳｉＮで構成される。保護膜１２は、エッチング検出層１１に無い元素を含む膜であればよく、典型的には、シリコンと、酸素、窒素、炭素から選ばれる少なくとも１種類の元素と、を含む組成の膜で構成される。
【００４４】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、保護膜１２の第１の領域４０にコンタクトホール１４を第１の領域４０のシリコンサーメット膜１３まで形成すると共に、保護膜１２の第２の領域４１にエッチング検出用開口部１６を第２の領域４１のエッチング検出層１１まで形成する第４の工程（図６（ｄ））を有する。
【００４５】
ここで、第４の工程において保護膜１２をドライエッチングしてコンタクトホール１４を形成する際、発光分光分析法を利用してエッチングの終点を検出する。すなわち、エッチング反応中のプラズマ光の分光分析により、終点時に光学的に変化を起こした波長帯を検出し解析することで、最適な終点を検出することができる。尚、エッチング反応中のプラズマ光の波長帯については、量子力学によって決まる離散的な多数の値となっており、元素ごとに決まる固有の波長の光となる（輝線スペクトル）。
【００４６】
本実施形態では、エッチング検出層１１に保護膜１２には無い元素を含む絶縁膜を用いることで、光学的に変化を起こす波長帯の発光強度を変えることができる。
例えば、保護膜１２にＳｉＮ膜を、エッチング検出層１１にＳｉＯ２膜を用い、発光強度をある一定の波長帯（４２１ｎｍ）にて検出した場合を、図７に示す。図７より、ＳｉＮ膜（保護膜１２）をエッチングしている時は発光強度が大きいが、ＳｉＯ２膜（エッチング検出層１１）をエッチングしている時には発光強度が小さくなるといえる。つまり、発光強度が変化するタイミングがエッチングの終点（エッチング検出層１１に到達した点）となる。
【００４７】
なお、この場合、酸素の発光強度にあわせてプラズマ発光をモニタしてもよい。つまり、酸素の発光強度にあわせてプラズマ発光をモニタした場合、保護膜４をエッチングしているときにはプラズマ発光は得られない。しかし、エッチングがエッチング検出層まで達すると、酸素原子のプラズマ発光が検出される。そしてこのタイミングがエッチングの終点となる。
【００４８】
このような手法を用いることで、コンタクトホール１４を形成する際のドライエッチングにおいて、エッチングの終点検出が可能となり、シリコンサーメット膜１３へのオーバーエッチング量を減らすことができる。本実施形態では、エッチングの終点を検出した時点で、コンタクトホールがシリコンサーメット膜１３表面まで形成されている。
【００４９】
また、通電用のコンタクトホール１４はシリコンサーメット膜上に形成されるため、ウェハ面内でのコンタクトホール開口面積は、１〜２％程度である。この場合、発光分光分析法を利用してエッチングの終点を検出するのに十分な発光強度を得ることは困難である。このため、エッチング検出用開口部１６を、シリコンサーメット膜１３が形成されない領域（第２の領域４１）に形成することで、発光強度を増加することができ安定したエッチング終点検出が可能となる。この時、エッチング検出用開口部１６の面積は、コンタクトホール１４の開口部の面積よりも大きいことが好ましい。
【００５０】
更に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、コンタクトホール１４に導電性材料１５を充填する第５の工程（図３（ｅ））を有する。導電性材料１５はシリコンサーメット膜１３と接触するように充填され、電極配線となる。ここで、導電性材料としては、例えばＡｌやＡｕなどを用いることができる。
【００５１】
本実施形態にかかる半導体装置１７は、図２に示すように、基板９と、基板９上に形成された絶縁膜１０と、絶縁膜１０上に形成されたエッチング検出層１１を有する。更に、本実施形態にかかる半導体装置は、エッチング検出層１１の第１の領域４０に形成されたシリコンサーメット膜１３と、第１の領域４０のシリコンサーメット膜１３上、及び、シリコンサーメット膜１３が形成されていない第２の領域４１のエッチング検出層１１上に形成された、エッチング検出層１１には含まれない元素を有する保護膜１２を有する。更に、本実施形態にかかる半導体装置は、第１の領域４０の保護膜１２に形成されたコンタクトホール１４内に充填された、シリコンサーメット膜１３と接続する配線１５と、第２の領域４１の保護膜１２に形成されたエッチング検出用開口部１６を有する。
【００５２】
本実施形態にかかる発明により、半導体装置の材料コスト、製造コストを低減可能な半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置を説明するための図である。
【図２】実施の形態２にかかる半導体装置を説明するための図である。
【図３】実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図５】実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】保護膜にＳｉＮ膜を、エッチング検出層にＳｉＯ２膜を用いた場合の発光強度（４２１ｎｍの波長帯）を示す図である。
【図８】背景技術の半導体装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板
２  絶縁膜
３  エッチング検出層
４  保護膜
５  シリコンサーメット膜
６  コンタクトホール
６ａ  エッチング検出用開口部
７  配線（導電性材料）
３０  第１の領域
３１  第２の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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