JP2888213B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に電極配線のコンタクト孔部の形成方法
に関する。
方法に関し、特に電極配線のコンタクト孔部の形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の構造の微細化及び高密度化
は依然として精力的に推し進められている。微細化につ
いては、現在では０．１８μｍ寸法で形成された半導体
素子が用いられ、この寸法を設計基準にした１ビガビッ
トＤＲＡＭ等の半導体装置が開発されている。また、高
密度化については、微細化による平面的な高密度化と共
に半導体素子の３次元化による方法が検討され、その中
で一部は既に実用に供されている。事実、この半導体素
子の３次元化は、電極配線の多層構造化あるいは拡散層
の多重構造化と共に、現在では半導体素子の中でキャパ
シタのような受動素子でも実用化され、製品レベルの半
導体装置において具現化されている。そして現在ではこ
の３次元化は、トランジスタ等の能動素子でも開発レベ
ルで検討されている。
は依然として精力的に推し進められている。微細化につ
いては、現在では０．１８μｍ寸法で形成された半導体
素子が用いられ、この寸法を設計基準にした１ビガビッ
トＤＲＡＭ等の半導体装置が開発されている。また、高
密度化については、微細化による平面的な高密度化と共
に半導体素子の３次元化による方法が検討され、その中
で一部は既に実用に供されている。事実、この半導体素
子の３次元化は、電極配線の多層構造化あるいは拡散層
の多重構造化と共に、現在では半導体素子の中でキャパ
シタのような受動素子でも実用化され、製品レベルの半
導体装置において具現化されている。そして現在ではこ
の３次元化は、トランジスタ等の能動素子でも開発レベ
ルで検討されている。
【０００３】このように微細化と３次元化は、半導体装
置の高集積化、高速化等による高性能化あるいは多機能
化にとって最も効果的な手法であり、今後の半導体装置
の製造にとって必須となっている。
置の高集積化、高速化等による高性能化あるいは多機能
化にとって最も効果的な手法であり、今後の半導体装置
の製造にとって必須となっている。
【０００４】一方で、このような微細化と３次元化のた
めに、半導体素子の平坦性が悪くなり、前記の多層配線
の形成がその必要性にも拘らず益々難しくなってきてい
る。これは、３次元化と共に、半導体素子の横寸法に比
べ縦寸法がより増大し、半導体素子のあるところとない
ところでの段差が大きくなるためである。このために、
半導体基板表面の拡散層と配線間あるいは多層配線間の
層間絶縁膜の膜厚は増大し、この層間絶縁膜に形成され
るコンタクト孔のアスペクト比が増大する。そしてこの
コンタクト孔の形成が難しくなる傾向にある。なお、こ
のような傾向は半導体装置の微細化あるいは高集積化に
より顕著になる。
めに、半導体素子の平坦性が悪くなり、前記の多層配線
の形成がその必要性にも拘らず益々難しくなってきてい
る。これは、３次元化と共に、半導体素子の横寸法に比
べ縦寸法がより増大し、半導体素子のあるところとない
ところでの段差が大きくなるためである。このために、
半導体基板表面の拡散層と配線間あるいは多層配線間の
層間絶縁膜の膜厚は増大し、この層間絶縁膜に形成され
るコンタクト孔のアスペクト比が増大する。そしてこの
コンタクト孔の形成が難しくなる傾向にある。なお、こ
のような傾向は半導体装置の微細化あるいは高集積化に
より顕著になる。
【０００５】このコンタクト孔の従来の形成方法につい
て、図３に基づいて説明する。図３は、従来のコンタク
ト孔および配線の形成工程順の断面図である。
て、図３に基づいて説明する。図３は、従来のコンタク
ト孔および配線の形成工程順の断面図である。
【０００６】図３（ａ）に示すように、シリコン基板１
０１の表面の所定の領域に拡散層１０２が形成される。
そして、シリコン基板１０１表面の全面を被覆するよう
に層間絶縁膜１０３が形成される。ここで、この層間絶
縁膜１０３の膜厚はシリコン基板の領域によっては１μ
ｍから２μｍ程度と厚くなる。
０１の表面の所定の領域に拡散層１０２が形成される。
そして、シリコン基板１０１表面の全面を被覆するよう
に層間絶縁膜１０３が形成される。ここで、この層間絶
縁膜１０３の膜厚はシリコン基板の領域によっては１μ
ｍから２μｍ程度と厚くなる。
【０００７】次に、フォトリソグラフィ技術で層間絶縁
膜１０３上にレジストマスク１０４が形成される。ここ
で、レジストマスク１０４には微細なコンタクトパター
ンが形成されている。例えば、このコンタクトパターン
寸法は０．２μｍ程度に設定される。
膜１０３上にレジストマスク１０４が形成される。ここ
で、レジストマスク１０４には微細なコンタクトパター
ンが形成されている。例えば、このコンタクトパターン
寸法は０．２μｍ程度に設定される。
【０００８】次に、このレジストマスクをエッチングマ
スクにして層間絶縁膜１０３に異方性のドライエッチン
グが施され微細なコンタクト孔１０５が形成される。こ
のドライエッチングでは、層間絶縁膜１０３は横方向に
エッチングされないようにしなければならない。このた
めに、ドライエッチング時にコンタクト孔の側壁にエッ
チング残査物である反応生成物１０６が形成される。こ
の反応生成物１０６は、コンタクト孔１０５のサイドエ
ッチングを防止する。なお、この反応生成物１０６に
は、炭素とフッ素の化合物が含まれる。
スクにして層間絶縁膜１０３に異方性のドライエッチン
グが施され微細なコンタクト孔１０５が形成される。こ
のドライエッチングでは、層間絶縁膜１０３は横方向に
エッチングされないようにしなければならない。このた
めに、ドライエッチング時にコンタクト孔の側壁にエッ
チング残査物である反応生成物１０６が形成される。こ
の反応生成物１０６は、コンタクト孔１０５のサイドエ
ッチングを防止する。なお、この反応生成物１０６に
は、炭素とフッ素の化合物が含まれる。
【０００９】次に、酸素プラズマ中でレジストマスク１
０４の剥離が行われる。すなわちアッシング工程を通し
てレジストマスク１０４が除去される。この工程では、
図３（ｂ）に示すように反応生成物１０６も除去され
る。しかし、この反応生成物１０６が残査として付着し
ていた側壁では、コンタクト孔の口径が小さくなる。す
なわち、図３（ｂ）に示すように、コンタクト孔１０５
の底部すなわちボトム領域にコンタクト孔くびれ１０７
が形成されるようになる。
０４の剥離が行われる。すなわちアッシング工程を通し
てレジストマスク１０４が除去される。この工程では、
図３（ｂ）に示すように反応生成物１０６も除去され
る。しかし、この反応生成物１０６が残査として付着し
ていた側壁では、コンタクト孔の口径が小さくなる。す
なわち、図３（ｂ）に示すように、コンタクト孔１０５
の底部すなわちボトム領域にコンタクト孔くびれ１０７
が形成されるようになる。
【００１０】次に、図３（ｃ）に示すようにコンタクト
孔１０５を通して拡散層１０２に接続される配線層１０
８が形成される。ここで、この配線層１０８はアルミニ
ウムあるいはタングステン等の金属で構成される。
孔１０５を通して拡散層１０２に接続される配線層１０
８が形成される。ここで、この配線層１０８はアルミニ
ウムあるいはタングステン等の金属で構成される。
【００１１】以上のようにして、シリコン基板１０１上
の所定の領域に形成された拡散層１０２は、層間絶縁膜
１０３に形成されたコンタクト孔１０５を通して配線層
１０８に電気接続されることになる。
の所定の領域に形成された拡散層１０２は、層間絶縁膜
１０３に形成されたコンタクト孔１０５を通して配線層
１０８に電気接続されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明したような
コンタクト孔の形成方法では、コンタクト孔のボトムの
領域に、先述したようなコンタクト孔くびれ１０７が形
成されるようになる。このために、配線層１０８が拡散
層１０２と接触する面積が小さくなったり、接触しなく
なったりする。このため、半導体装置の配線層と拡散層
とのコンタクト抵抗が増大したり、接触不良が発生する
ようになる。そして、半導体装置の製造歩留まりが低下
するようになる。
コンタクト孔の形成方法では、コンタクト孔のボトムの
領域に、先述したようなコンタクト孔くびれ１０７が形
成されるようになる。このために、配線層１０８が拡散
層１０２と接触する面積が小さくなったり、接触しなく
なったりする。このため、半導体装置の配線層と拡散層
とのコンタクト抵抗が増大したり、接触不良が発生する
ようになる。そして、半導体装置の製造歩留まりが低下
するようになる。
【００１３】そこで、上記のような問題を解決する方法
として、上記のコンタクト孔の形成方法を改良した技術
が提案されている。この方法では、ドライエッチングで
コンタクト孔が開口された後、僅かな熱酸化が施され
る。この熱酸化工程で上記の反応生成物は酸化物に変換
される。しかし、この場合には拡散層表面も僅かに酸化
され、シリコン酸化膜が形成される。そして、フッ酸系
溶液での処理がなされ反応生成物の酸化物と拡散層上お
よびコンタクト孔くびれ部のシリコン酸化膜がエッチン
グ除去される。
として、上記のコンタクト孔の形成方法を改良した技術
が提案されている。この方法では、ドライエッチングで
コンタクト孔が開口された後、僅かな熱酸化が施され
る。この熱酸化工程で上記の反応生成物は酸化物に変換
される。しかし、この場合には拡散層表面も僅かに酸化
され、シリコン酸化膜が形成される。そして、フッ酸系
溶液での処理がなされ反応生成物の酸化物と拡散層上お
よびコンタクト孔くびれ部のシリコン酸化膜がエッチン
グ除去される。
【００１４】しかし、この方法では、フッ酸系溶液での
処理がウェットエッチングであるため、コンタクト孔の
口径が設計寸法より大きくなり高密度の半導体素子の形
成が困難になる。
処理がウェットエッチングであるため、コンタクト孔の
口径が設計寸法より大きくなり高密度の半導体素子の形
成が困難になる。
【００１５】以上に述べたような問題点は、半導体素子
が微細化しコンタクト孔の寸法が小さくなるほどより顕
著になる。
が微細化しコンタクト孔の寸法が小さくなるほどより顕
著になる。
【００１６】本発明の目的は、設計寸法より小さくなっ
たコンタクト孔のボトム領域の口径を設計寸法まで広
げ、微細コンタクト孔でも十分に低いコンタクト抵抗を
実現するための簡便な方法を提供することにある。
たコンタクト孔のボトム領域の口径を設計寸法まで広
げ、微細コンタクト孔でも十分に低いコンタクト抵抗を
実現するための簡便な方法を提供することにある。
【００１７】
【００１８】
【課題を解決するための手段】 このために 本発明の半導
体装置の製造方法は、半導体基板上に半導体装置の拡散
層を含む第１の配線層を形成し、その上層部に層間絶縁
膜を介して第２の配線層を形成し前記第１の配線層と第
２の配線層とを接続する半導体装置の製造方法におい
て、第１の配線層を被覆するように層間絶縁膜を形成し
前記層間絶縁膜上に積層する保護絶縁膜を堆積させる工
程と、レジスト膜をマスクにして積層する前記保護絶縁
膜と層間絶縁膜に第１のドライエッチングを施して前記
第１の配線層まで貫通するコンタクト孔を形成する工程
と、前記第１のドライエッチング後、前記レジスト膜お
よび前記コンタクト孔の側壁の残査物を除去する工程
と、前記残査物を除去した後、前記保護絶縁膜をマスク
にして前記コンタクト孔部に第２のドライエッチングを
施して前記コンタクト孔の底部のくびれ部をエッチング
する工程とを含む。
体装置の製造方法は、半導体基板上に半導体装置の拡散
層を含む第１の配線層を形成し、その上層部に層間絶縁
膜を介して第２の配線層を形成し前記第１の配線層と第
２の配線層とを接続する半導体装置の製造方法におい
て、第１の配線層を被覆するように層間絶縁膜を形成し
前記層間絶縁膜上に積層する保護絶縁膜を堆積させる工
程と、レジスト膜をマスクにして積層する前記保護絶縁
膜と層間絶縁膜に第１のドライエッチングを施して前記
第１の配線層まで貫通するコンタクト孔を形成する工程
と、前記第１のドライエッチング後、前記レジスト膜お
よび前記コンタクト孔の側壁の残査物を除去する工程
と、前記残査物を除去した後、前記保護絶縁膜をマスク
にして前記コンタクト孔部に第２のドライエッチングを
施して前記コンタクト孔の底部のくびれ部をエッチング
する工程とを含む。
【００１９】ここで、前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜
で構成され、前記保護絶縁膜はシリコンオキシナイトラ
イド膜で構成される。
で構成され、前記保護絶縁膜はシリコンオキシナイトラ
イド膜で構成される。
【００２０】または、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に半導体装置の拡散層を含む第１の配
線層を形成し、その上層部に層間絶縁膜を介して第２の
配線層を形成し前記第１の配線層と第２の配線層とを接
続する半導体装置の製造方法において、第１の配線層を
被覆するように層間絶縁膜を形成し前記層間絶縁膜上に
積層する保護導電膜を堆積させる工程と、レジスト膜を
マスクにして積層する前記保護導電膜と層間絶縁膜に第
１のドライエッチングを施して前記第１の配線層まで貫
通するコンタクト孔を形成する工程と、前記第１のドラ
イエッチング後、前記レジスト膜および前記コンタクト
孔の側壁の残査物を除去する工程と、前記残査物を除去
した後、前記保護導電膜をマスクにして前記コンタクト
孔部に第２のドライエッチングを施して前記コンタクト
孔の底部のくびれ部をエッチングする工程と、前記保護
導電膜上に導電層を積層して形成する工程と、前記保護
導電膜と導電層とを同一パターンに加工し第２の配線層
を形成する工程とを含む。
は、半導体基板上に半導体装置の拡散層を含む第１の配
線層を形成し、その上層部に層間絶縁膜を介して第２の
配線層を形成し前記第１の配線層と第２の配線層とを接
続する半導体装置の製造方法において、第１の配線層を
被覆するように層間絶縁膜を形成し前記層間絶縁膜上に
積層する保護導電膜を堆積させる工程と、レジスト膜を
マスクにして積層する前記保護導電膜と層間絶縁膜に第
１のドライエッチングを施して前記第１の配線層まで貫
通するコンタクト孔を形成する工程と、前記第１のドラ
イエッチング後、前記レジスト膜および前記コンタクト
孔の側壁の残査物を除去する工程と、前記残査物を除去
した後、前記保護導電膜をマスクにして前記コンタクト
孔部に第２のドライエッチングを施して前記コンタクト
孔の底部のくびれ部をエッチングする工程と、前記保護
導電膜上に導電層を積層して形成する工程と、前記保護
導電膜と導電層とを同一パターンに加工し第２の配線層
を形成する工程とを含む。
【００２１】ここで、前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜
で構成され、前記保護導電膜はポリシリコン膜で構成さ
れる。
で構成され、前記保護導電膜はポリシリコン膜で構成さ
れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
を図１に基づいて説明する。図１は本発明の半導体装置
のコンタクト孔および配線層の形成工程順の断面図であ
る。
を図１に基づいて説明する。図１は本発明の半導体装置
のコンタクト孔および配線層の形成工程順の断面図であ
る。
【００２３】図１（ａ）に示すように、従来の技術で説
明したのと同様に、導電型がＰ型のシリコン基板１の表
面の所定の領域に、第１の配線層として導電型がＮ型の
拡散層２が形成される。そして、シリコン基板１表面の
全面を被覆するように層間絶縁膜３が形成される。ここ
で、この層間絶縁膜３は、膜厚が１μｍ程度のシリコン
酸化膜である。
明したのと同様に、導電型がＰ型のシリコン基板１の表
面の所定の領域に、第１の配線層として導電型がＮ型の
拡散層２が形成される。そして、シリコン基板１表面の
全面を被覆するように層間絶縁膜３が形成される。ここ
で、この層間絶縁膜３は、膜厚が１μｍ程度のシリコン
酸化膜である。
【００２４】次に、この層間絶縁膜３上に積層して保護
絶縁膜４が形成される。ここで、この保護絶縁膜４は、
膜厚が１００ｎｍ程度のシリコンオキシナイトライド膜
である。なお、このシリコンオキシナイトライド膜はプ
ラズマ中での化学気相成長（ＣＶＤ）法で堆積される。
絶縁膜４が形成される。ここで、この保護絶縁膜４は、
膜厚が１００ｎｍ程度のシリコンオキシナイトライド膜
である。なお、このシリコンオキシナイトライド膜はプ
ラズマ中での化学気相成長（ＣＶＤ）法で堆積される。
【００２５】次に、従来の技術で説明したように、フォ
トリソグラフィ技術で保護絶縁膜４上にレジストマスク
５が形成される。そして、レジストマスク５には寸法が
０．１５μｍの微細なコンタクトパターンが形成されて
いる。
トリソグラフィ技術で保護絶縁膜４上にレジストマスク
５が形成される。そして、レジストマスク５には寸法が
０．１５μｍの微細なコンタクトパターンが形成されて
いる。
【００２６】次に、このレジストマスク５をエッチング
マスクにして保護絶縁膜４および層間絶縁膜３に異方性
のドライエッチングが施され、微細なコンタクト孔６が
形成される。ここで、エッチングのための反応ガスとし
て、ＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合ガスが用いられる。そし
て、この工程で、コンタクト孔６の側壁に残査物である
反応生成物７が形成される。
マスクにして保護絶縁膜４および層間絶縁膜３に異方性
のドライエッチングが施され、微細なコンタクト孔６が
形成される。ここで、エッチングのための反応ガスとし
て、ＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合ガスが用いられる。そし
て、この工程で、コンタクト孔６の側壁に残査物である
反応生成物７が形成される。
【００２７】次に、酸素プラズマ中でレジストマスク５
の剥離が行われる。この工程で、保護絶縁膜４が露出
し、図１（ｂ）に示すように反応生成物７も除去され
る。そして、この反応生成物７が残査として付着してい
た層間絶縁膜３の側壁では、コンタクト孔の口径が小さ
くなる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、コンタク
ト孔６のボトム領域にコンタクト孔くびれ８が形成され
るようになる。
の剥離が行われる。この工程で、保護絶縁膜４が露出
し、図１（ｂ）に示すように反応生成物７も除去され
る。そして、この反応生成物７が残査として付着してい
た層間絶縁膜３の側壁では、コンタクト孔の口径が小さ
くなる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、コンタク
ト孔６のボトム領域にコンタクト孔くびれ８が形成され
るようになる。
【００２８】次に、保護絶縁膜４をマスクにしてコンタ
クト孔くびれ８が異方性ドライエチングされる。このエ
チング工程での反応ガスとして、Ｃ4 Ｆ8 とＣＯの混合
ガスが使用される。このエッチングガスでは、シリコン
オキシナイトライド膜である保護絶縁膜４のエッチング
速度は小さいため、シリコン酸化膜で構成されるコンタ
クト孔くびれ８のみがエッチングされる。このようにし
て、図１（ｃ）に示すように、垂直な形状を有するコン
タクト孔６ａが、拡散層２上の層間絶縁膜３および保護
絶縁膜４に形成されるようになる。
クト孔くびれ８が異方性ドライエチングされる。このエ
チング工程での反応ガスとして、Ｃ4 Ｆ8 とＣＯの混合
ガスが使用される。このエッチングガスでは、シリコン
オキシナイトライド膜である保護絶縁膜４のエッチング
速度は小さいため、シリコン酸化膜で構成されるコンタ
クト孔くびれ８のみがエッチングされる。このようにし
て、図１（ｃ）に示すように、垂直な形状を有するコン
タクト孔６ａが、拡散層２上の層間絶縁膜３および保護
絶縁膜４に形成されるようになる。
【００２９】次に、図１（ｄ）に示すようにコンタクト
孔６ａを通して、第１の配線層である拡散層２に接続さ
れる第２の配線層である配線層９が形成される。ここ
で、この配線層はアルミニウムあるいはタングステン等
の金属で構成される。
孔６ａを通して、第１の配線層である拡散層２に接続さ
れる第２の配線層である配線層９が形成される。ここ
で、この配線層はアルミニウムあるいはタングステン等
の金属で構成される。
【００３０】以上のようにして、シリコン基板１上の所
定の領域に形成された拡散層２は、層間絶縁膜３および
保護絶縁膜４に形成されたコンタクト孔６ａを通して配
線層９に電気接続されることになる。ここで、保護絶縁
膜４としてはシリコンオキシナイトライド膜の代りにシ
リコン窒化膜が使用されてもよい。
定の領域に形成された拡散層２は、層間絶縁膜３および
保護絶縁膜４に形成されたコンタクト孔６ａを通して配
線層９に電気接続されることになる。ここで、保護絶縁
膜４としてはシリコンオキシナイトライド膜の代りにシ
リコン窒化膜が使用されてもよい。
【００３１】以上に説明したように、本発明のコンタク
ト孔においてはコンタクト孔くびれは発生せず、垂直形
状の微細なコンタクト孔が設計寸法通りに形成されよう
になる。このために微細なコンタクト孔でも、半導体装
置の配線層と拡散層とのコンタクト抵抗が増大したり、
接触不良が発生するようなことは皆無になる。そして、
半導体装置の製造歩留まりが大幅に向上するようにな
る。
ト孔においてはコンタクト孔くびれは発生せず、垂直形
状の微細なコンタクト孔が設計寸法通りに形成されよう
になる。このために微細なコンタクト孔でも、半導体装
置の配線層と拡散層とのコンタクト抵抗が増大したり、
接触不良が発生するようなことは皆無になる。そして、
半導体装置の製造歩留まりが大幅に向上するようにな
る。
【００３２】次に、本発明の第２の実施の形態を図２に
基づいて説明する。図２も本発明の半導体装置のコンタ
クト孔および配線層の形成工程順の断面図である。ここ
で、第１の実施の形態で説明したものと同一のものは同
一の符号で示されている。
基づいて説明する。図２も本発明の半導体装置のコンタ
クト孔および配線層の形成工程順の断面図である。ここ
で、第１の実施の形態で説明したものと同一のものは同
一の符号で示されている。
【００３３】図２（ａ）に示すように、シリコン基板１
の表面の所定の領域に拡散層２が形成される。そして、
シリコン基板１表面の全面を被覆するように層間絶縁膜
３が形成される。ここで、この層間絶縁膜３は、膜厚が
１．５μｍ程度のシリコン酸化膜である。
の表面の所定の領域に拡散層２が形成される。そして、
シリコン基板１表面の全面を被覆するように層間絶縁膜
３が形成される。ここで、この層間絶縁膜３は、膜厚が
１．５μｍ程度のシリコン酸化膜である。
【００３４】次に、この層間絶縁膜３上に積層して保護
導電膜１０が形成される。ここで、この保護導電膜１０
は、膜厚が１００ｎｍ程度のリン不純物を含有するポリ
シリコン膜である。なお、このポリシリコン膜はＣＶＤ
法で堆積される。
導電膜１０が形成される。ここで、この保護導電膜１０
は、膜厚が１００ｎｍ程度のリン不純物を含有するポリ
シリコン膜である。なお、このポリシリコン膜はＣＶＤ
法で堆積される。
【００３５】次に、フォトリソグラフィ技術で保護導電
膜１０上にレジストマスク５が形成される。そして、レ
ジストマスク５には寸法が０．１μｍ程度の微細なコン
タクトパターンが形成されている。
膜１０上にレジストマスク５が形成される。そして、レ
ジストマスク５には寸法が０．１μｍ程度の微細なコン
タクトパターンが形成されている。
【００３６】次に、このレジストマスク５をエッチング
マスクにして保護導電膜１０および層間絶縁膜３に異方
性のドライエッチングが施され、微細なコンタクト孔６
が形成される。ここで、エッチングのための反応ガスと
して、保護導電膜１０のエッチングではＣｌ2 とＨＢｒ
の混合ガスが用いられ、層間絶縁膜３のエッチングガス
としてＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合ガスが用いられる。そし
て、この工程で、コンタクト孔６の側壁に第１の実施の
形態と同様に反応生成物７が形成される。
マスクにして保護導電膜１０および層間絶縁膜３に異方
性のドライエッチングが施され、微細なコンタクト孔６
が形成される。ここで、エッチングのための反応ガスと
して、保護導電膜１０のエッチングではＣｌ2 とＨＢｒ
の混合ガスが用いられ、層間絶縁膜３のエッチングガス
としてＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合ガスが用いられる。そし
て、この工程で、コンタクト孔６の側壁に第１の実施の
形態と同様に反応生成物７が形成される。
【００３７】次に、酸素プラズマ中でレジストマスク５
の剥離が行われる。この工程で、保護導電膜１０が露出
し、図２（ｂ）に示すように反応生成物７も除去され
る。そして、この反応生成物７が残査として付着してい
た層間絶縁膜３の側壁では、コンタクト孔の口径が小さ
くなる。すなわち、図２（ｂ）に示すように、コンタク
ト孔６のボトム領域にコンタクト孔くびれ８が形成され
るようになる。
の剥離が行われる。この工程で、保護導電膜１０が露出
し、図２（ｂ）に示すように反応生成物７も除去され
る。そして、この反応生成物７が残査として付着してい
た層間絶縁膜３の側壁では、コンタクト孔の口径が小さ
くなる。すなわち、図２（ｂ）に示すように、コンタク
ト孔６のボトム領域にコンタクト孔くびれ８が形成され
るようになる。
【００３８】次に、保護導電膜１０をマスクにしてコン
タクト孔くびれ８が異方性ドライエチングされる。この
エッチング工程での反応ガスとして、ＣＨＦ3 とＣＯの
混合ガスが使用される。このエッチングガスでは、ポリ
シリコン膜である保護導電膜１０はエッチングされな
い。そして、シリコン酸化膜で構成されるコンタクト孔
くびれ８のみがエッチングされる。このようにして、図
２（ｃ）に示すように、垂直な形状を有するコンタクト
孔６ａが、拡散層２上の層間絶縁膜３および保護導電膜
１０に形成されるようになる。
タクト孔くびれ８が異方性ドライエチングされる。この
エッチング工程での反応ガスとして、ＣＨＦ3 とＣＯの
混合ガスが使用される。このエッチングガスでは、ポリ
シリコン膜である保護導電膜１０はエッチングされな
い。そして、シリコン酸化膜で構成されるコンタクト孔
くびれ８のみがエッチングされる。このようにして、図
２（ｃ）に示すように、垂直な形状を有するコンタクト
孔６ａが、拡散層２上の層間絶縁膜３および保護導電膜
１０に形成されるようになる。
【００３９】次に、図２（ｄ）に示すようにコンタクト
孔６ａを通して拡散層２に接続される配線層９が形成さ
れる。そして、保護導電膜１０も配線層９と同一のパタ
ーンに加工され電気接続される。
孔６ａを通して拡散層２に接続される配線層９が形成さ
れる。そして、保護導電膜１０も配線層９と同一のパタ
ーンに加工され電気接続される。
【００４０】以上のようにして、シリコン基板１上の所
定の領域に形成された拡散層２は、層間絶縁膜３に形成
されたコンタクト孔６ａを通して配線層９に電気接続さ
れることになる。
定の領域に形成された拡散層２は、層間絶縁膜３に形成
されたコンタクト孔６ａを通して配線層９に電気接続さ
れることになる。
【００４１】この第２の実施の形態での効果は、第１の
実施の形態と同様である。すなわち、垂直形状の微細な
コンタクト孔が設計寸法通りに形成され、微細なコンタ
クト孔でも、半導体装置の配線層と拡散層とのコンタク
ト抵抗が増大したり、接触不良が発生するようなことは
皆無になる。そして、半導体装置の製造歩留まりが大幅
に向上するようになる。
実施の形態と同様である。すなわち、垂直形状の微細な
コンタクト孔が設計寸法通りに形成され、微細なコンタ
クト孔でも、半導体装置の配線層と拡散層とのコンタク
ト抵抗が増大したり、接触不良が発生するようなことは
皆無になる。そして、半導体装置の製造歩留まりが大幅
に向上するようになる。
【００４２】以上の実施の形態では、配線層が拡散層に
接続される場合について説明された。本発明は、このよ
うな接続に限定されるものでなく、上層の配線層がコン
タクト孔を通して下層の配線層に接続される場合でも同
様に適用できることに言及しておく。
接続される場合について説明された。本発明は、このよ
うな接続に限定されるものでなく、上層の配線層がコン
タクト孔を通して下層の配線層に接続される場合でも同
様に適用できることに言及しておく。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のコンタ
クト孔の形成方法では、層間絶縁膜上に積層してこの層
間絶縁膜を保護するための保護材料膜が形成される。そ
して、この保護材料膜と層間絶縁膜とにコンタクト孔が
形成される。さらに、一度コンタクト孔が形成された
後、この保護材料膜をドライエッチングのマスクにして
再度ドライエッチングが施される。これにより、上述し
たコンタクト孔くびれは完全に除去されるようになる。
クト孔の形成方法では、層間絶縁膜上に積層してこの層
間絶縁膜を保護するための保護材料膜が形成される。そ
して、この保護材料膜と層間絶縁膜とにコンタクト孔が
形成される。さらに、一度コンタクト孔が形成された
後、この保護材料膜をドライエッチングのマスクにして
再度ドライエッチングが施される。これにより、上述し
たコンタクト孔くびれは完全に除去されるようになる。
【００４４】このために、コンタクト孔が微細になって
もこのコンタクト孔を通して接続される配線層間の接触
する面積が小さくなったり、接触しなくなったりことは
皆無になる。そして、半導体装置の電気接続する配線層
間のコンタクト抵抗が増大したり、接触不良が発生する
ようなこともなく、半導体装置の製造歩留まりが大幅に
向上するようになる。
もこのコンタクト孔を通して接続される配線層間の接触
する面積が小さくなったり、接触しなくなったりことは
皆無になる。そして、半導体装置の電気接続する配線層
間のコンタクト抵抗が増大したり、接触不良が発生する
ようなこともなく、半導体装置の製造歩留まりが大幅に
向上するようになる。
【００４５】このようにして本発明は、微細化されたり
高密度化される半導体装置の実現を容易にする。
高密度化される半導体装置の実現を容易にする。
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための製
造工程順の断面図である。
造工程順の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための製
造工程順の断面図である。
造工程順の断面図である。
【図３】従来の技術を説明するためのコンタクト孔部の
製造工程順の断面図である。
製造工程順の断面図である。
１，１０１ シリコン基板 ２，１０２ 拡散層 ３，１０３ 層間絶縁膜 ４ 保護絶縁膜 ５，１０４ レジストマスク ６，６ａ、１０５ コンタクト孔 ７，１０６ 反応生成物 ８，１０７ コンタクト孔くびれ ９，１０８ 配線層 １０ 保護導電膜
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に半導体装置の拡散層を含
む第１の配線層を形成し、その上層部に層間絶縁膜を介
して第２の配線層を形成し前記第１の配線層と第２の配
線層とを接続する半導体装置の製造方法において、第１
の配線層を被覆するように層間絶縁膜を形成し前記層間
絶縁膜上に積層する保護絶縁膜を堆積させる工程と、レ
ジスト膜をマスクにして積層する前記保護絶縁膜と層間
絶縁膜に第１のドライエッチングを施して前記第１の配
線層まで貫通するコンタクト孔を形成する工程と、前記
第１のドライエッチング後、前記レジスト膜および前記
コンタクト孔の側壁の残査物を除去する工程と、前記残
査物を除去した後、前記保護絶縁膜をマスクにして前記
コンタクト孔部に第２のドライエッチングを施して前記
コンタクト孔の底部のくびれ部をエッチングする工程
と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記層間絶縁膜がシリコン酸化膜で構成
され、前記保護絶縁膜がシリコンオキシナイトライド膜
で構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板上に半導体装置の拡散層を含
む第１の配線層を形成し、その上層部に層間絶縁膜を介
して第２の配線層を形成し前記第１の配線層と第２の配
線層とを接続する半導体装置の製造方法において、第１
の配線層を被覆するように層間絶縁膜を形成し前記層間
絶縁膜上に積層する保護導電膜を堆積させる工程と、レ
ジスト膜をマスクにして積層する前記保護導電膜と層間
絶縁膜に第１のドライエッチングを施して前記第１の配
線層まで貫通するコンタクト孔を形成する工程と、前記
第１のドライエッチング後、前記レジスト膜および前記
コンタクト孔の側壁の残査物を除去する工程と、前記残
査物を除去した後、前記保護導電膜をマスクにして前記
コンタクト孔部に第２のドライエッチングを施して前記
コンタクト孔の底部のくびれ部をエッチングする工程
と、前記保護導電膜上に導電層を積層して形成する工程
と、前記保護導電膜と導電層とを同一パターンに加工し
前記第２の配線層を形成する工程と、を含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記層間絶縁膜がシリコン酸化膜で構成
され、前記保護導電膜がポリシリコン膜で構成されてい
ることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31511796A JP2888213B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31511796A JP2888213B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163216A JPH10163216A (ja) | 1998-06-19 |
| JP2888213B2 true JP2888213B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18061622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31511796A Expired - Fee Related JP2888213B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888213B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010011322A (ko) * | 1999-07-27 | 2001-02-15 | 김영환 | 콘택 형성 방법 |
| JP2010056574A (ja) * | 2009-12-07 | 2010-03-11 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN102376636B (zh) * | 2010-08-24 | 2014-04-02 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 形成接触孔的方法 |
| JP6300029B2 (ja) * | 2014-01-27 | 2018-03-28 | ソニー株式会社 | 撮像素子、製造装置、製造方法 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31511796A patent/JP2888213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10163216A (ja) | 1998-06-19 |
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