JP3418383B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＯＳＦＥＴ、Ｄ
ＲＡＭあるいはメモリセルの周辺トランジスタのような
半導体装置の製造に好適な製造方法に関し、特に、層間
絶縁膜にコンタクトホールを形成する方法に関する。
ＲＡＭあるいはメモリセルの周辺トランジスタのような
半導体装置の製造に好適な製造方法に関し、特に、層間
絶縁膜にコンタクトホールを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上に集合的に形成されるＤＲ
ＡＭ（dynamic random access memory）およびロジック
回路等を構成するＭＯＳＦＥＴのような半導体素子は、
例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜により覆われ
ている。前記基板への電気的接続は、必要に応じて、各
トランジスタのゲート間で前記層間絶縁膜をその厚さ方
向に貫通するコンタクトホールが形成され、このコンタ
クトホールを充填する導電性のコンタクト部により、な
される。
ＡＭ（dynamic random access memory）およびロジック
回路等を構成するＭＯＳＦＥＴのような半導体素子は、
例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜により覆われ
ている。前記基板への電気的接続は、必要に応じて、各
トランジスタのゲート間で前記層間絶縁膜をその厚さ方
向に貫通するコンタクトホールが形成され、このコンタ
クトホールを充填する導電性のコンタクト部により、な
される。
【０００３】前記したコンタクトホールの形成には、一
般的には、いわゆる自己整合コンタクト法（ＳＡＣ：Se
lf Align Contact）が用いられている。この方法によれ
ば、例えばトランジスタのゲートのサイドウォール部を
覆うシリコン窒化膜（SiN）が形成される。このシリコ
ン窒化膜と該シリコン窒化膜を覆う層間絶縁膜とのエッ
チングレート差により、前記窒化膜がエッチングストッ
パとして機能する性質を利用し、エッチング処理によ
り、層間絶縁膜の前記窒化膜間に位置する部分に、適正
なコンタクトホールを形成することができる。
般的には、いわゆる自己整合コンタクト法（ＳＡＣ：Se
lf Align Contact）が用いられている。この方法によれ
ば、例えばトランジスタのゲートのサイドウォール部を
覆うシリコン窒化膜（SiN）が形成される。このシリコ
ン窒化膜と該シリコン窒化膜を覆う層間絶縁膜とのエッ
チングレート差により、前記窒化膜がエッチングストッ
パとして機能する性質を利用し、エッチング処理によ
り、層間絶縁膜の前記窒化膜間に位置する部分に、適正
なコンタクトホールを形成することができる。
【０００４】しかしながら、従来の前記した自己整合コ
ンタクト法によれば、前記窒化膜の生成およびそのパタ
ーニング工程が必要となることから、コンタクトホール
の形成工程が煩雑化し、半導体装置の製造コストが増大
する虞がある。
ンタクト法によれば、前記窒化膜の生成およびそのパタ
ーニング工程が必要となることから、コンタクトホール
の形成工程が煩雑化し、半導体装置の製造コストが増大
する虞がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、工
程の煩雑化を招くことなく良好なコンタクトホールを形
成し得る半導体装置の製造方法を提供することを目的と
する。
程の煩雑化を招くことなく良好なコンタクトホールを形
成し得る半導体装置の製造方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
の層間絶縁膜の形成に、減圧ＣＶＤ法を用いて、しかも
原料ガスとして、テトラメチルシクロテトラシロキサン
（[SiH(CH3)]4O4）を用いかつ添加ガスとして酸素を用
い、真空紫外光下で前記絶縁膜を成長させるという基本
構想に立脚する。
の層間絶縁膜の形成に、減圧ＣＶＤ法を用いて、しかも
原料ガスとして、テトラメチルシクロテトラシロキサン
（[SiH(CH3)]4O4）を用いかつ添加ガスとして酸素を用
い、真空紫外光下で前記絶縁膜を成長させるという基本
構想に立脚する。
【０００７】すなわち、本発明に係る半導体装置の製造
方法は、基本的に、半導体基板上に堆積された絶縁膜層
に該絶縁膜層の厚さ方向に貫通するコンタクトホールを
形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、互
いに間隔をおいて立ち上がる複数の導電部が表面に形成
された半導体基板上に前記導電部を覆う絶縁膜を形成す
べく、前記基板が配置される減圧ＣＶＤ装置の反応室
に、原料ガスとして、テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（[SiH(CH3)]4O4）を、添加ガスとして酸素を供給
し、前記反応室内を減圧状態に保持し、真空紫外線を前
記基板に向けて照射することにより、前記各導電部上で
大きな肉厚になり、前記基板の導電部間の表面で薄肉と
なる絶縁膜層を成長させることを特徴とする。
方法は、基本的に、半導体基板上に堆積された絶縁膜層
に該絶縁膜層の厚さ方向に貫通するコンタクトホールを
形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、互
いに間隔をおいて立ち上がる複数の導電部が表面に形成
された半導体基板上に前記導電部を覆う絶縁膜を形成す
べく、前記基板が配置される減圧ＣＶＤ装置の反応室
に、原料ガスとして、テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（[SiH(CH3)]4O4）を、添加ガスとして酸素を供給
し、前記反応室内を減圧状態に保持し、真空紫外線を前
記基板に向けて照射することにより、前記各導電部上で
大きな肉厚になり、前記基板の導電部間の表面で薄肉と
なる絶縁膜層を成長させることを特徴とする。
【０００８】前記した条件下での絶縁膜層の成長によ
り、前記半導体基板上には、該基板上の前記導電部によ
る凹凸形状に対応した表面形状を有する絶縁膜層を成長
させることができ、前記導電部間に対応した前記絶縁膜
層の凹部に薄肉部が生じることから、この薄肉部へのエ
ッチング処理により、従来のようなシリコン窒化膜の生
成およびそのパターニングを施すことなく、前記絶縁膜
層の前記薄肉部へのエッチング処理により、前記層間絶
縁膜を貫通するコンタクトホールを形成することができ
る。
り、前記半導体基板上には、該基板上の前記導電部によ
る凹凸形状に対応した表面形状を有する絶縁膜層を成長
させることができ、前記導電部間に対応した前記絶縁膜
層の凹部に薄肉部が生じることから、この薄肉部へのエ
ッチング処理により、従来のようなシリコン窒化膜の生
成およびそのパターニングを施すことなく、前記絶縁膜
層の前記薄肉部へのエッチング処理により、前記層間絶
縁膜を貫通するコンタクトホールを形成することができ
る。
【０００９】また、前記エッチング処理は、前記絶縁膜
層の全面にほぼ均等に施されるドライエッチング処理に
より、前記絶縁膜層の前記薄肉部を除く部分に実質的な
損傷を与えることなく前記薄肉部のみを除去することが
できることから、前記した前記絶縁膜層への全面的なド
ライエッチングを採用することができ、これによりエッ
チングマスクを用いることなくコンタクトホールを形成
することができる。
層の全面にほぼ均等に施されるドライエッチング処理に
より、前記絶縁膜層の前記薄肉部を除く部分に実質的な
損傷を与えることなく前記薄肉部のみを除去することが
できることから、前記した前記絶縁膜層への全面的なド
ライエッチングを採用することができ、これによりエッ
チングマスクを用いることなくコンタクトホールを形成
することができる。
【００１０】前記導電部は、例えばタングステンのよう
な金属あるいは導電性ポリシリコン等の導電性材料で形
成することができる。このような導電部の例としては、
電界効果トランジスタのゲート、配線のような半導体基
板上に導電性材料で形成される凸部を挙げることができ
る。
な金属あるいは導電性ポリシリコン等の導電性材料で形
成することができる。このような導電部の例としては、
電界効果トランジスタのゲート、配線のような半導体基
板上に導電性材料で形成される凸部を挙げることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明に係る製造方法を実施するた
めの減圧ＣＶＤ装置を概略的に示す。減圧ＣＶＤ装置１
０は、たとえばＭＯＳトランジスタのような半導体装置
の製造工程で、たとえばシリコン酸化膜のような絶縁膜
層の形成に用いられる。
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明に係る製造方法を実施するた
めの減圧ＣＶＤ装置を概略的に示す。減圧ＣＶＤ装置１
０は、たとえばＭＯＳトランジスタのような半導体装置
の製造工程で、たとえばシリコン酸化膜のような絶縁膜
層の形成に用いられる。
【００１２】減圧ＣＶＤ装置１０は、図１に示されてい
るように、反応室１１を規定するための全体に筒状のハ
ウジング１２と、反応室１１内を減圧状態に維持すべく
前記ハウジング１２の一端に配管１３を介して接続され
た例えば真空ポンプからなる負圧源１４と、前記反応室
１１内に、例えばシリコンからなる半導体ウエハ１５を
保持するサスセプタ１６と、例えばＸe2エキシマランプ
のような真空紫外光源１７とを備える。真空紫外光源１
７として、波長が約２００ｎｍよりも短波長のいわゆる
真空紫外領域の紫外光を発する光源を適宜選択すること
ができる。
るように、反応室１１を規定するための全体に筒状のハ
ウジング１２と、反応室１１内を減圧状態に維持すべく
前記ハウジング１２の一端に配管１３を介して接続され
た例えば真空ポンプからなる負圧源１４と、前記反応室
１１内に、例えばシリコンからなる半導体ウエハ１５を
保持するサスセプタ１６と、例えばＸe2エキシマランプ
のような真空紫外光源１７とを備える。真空紫外光源１
７として、波長が約２００ｎｍよりも短波長のいわゆる
真空紫外領域の紫外光を発する光源を適宜選択すること
ができる。
【００１３】半導体ウエハ１５の表面には、例えば幅寸
法が０．５μｍ、高さ寸法が０．５μｍのタングステン
からなる複数の配線１５ａが相互に例えば０．７μｍの
間隔をおいて形成されており、半導体ウエハ１５は、配
線１５ａを上方に向けて、サスセプタ１６上に保持され
ている。サスセプタ１６での温度調整により、半導体ウ
エハ１５の温度は調整可能であるが、半導体ウエハ１５
の温度は、室温に保持された。真空紫外光源１７は、例
えば２０ｍｍの厚さ寸法を有する合成石英板が装着され
た照射窓となる石英窓１７ａが半導体ウエハ１５の上方
に位置するように、ハウジング１２に支持されており、
石英窓１７ａを通して、真空紫外光を半導体ウエハ１５
上に向けて照射する。
法が０．５μｍ、高さ寸法が０．５μｍのタングステン
からなる複数の配線１５ａが相互に例えば０．７μｍの
間隔をおいて形成されており、半導体ウエハ１５は、配
線１５ａを上方に向けて、サスセプタ１６上に保持され
ている。サスセプタ１６での温度調整により、半導体ウ
エハ１５の温度は調整可能であるが、半導体ウエハ１５
の温度は、室温に保持された。真空紫外光源１７は、例
えば２０ｍｍの厚さ寸法を有する合成石英板が装着され
た照射窓となる石英窓１７ａが半導体ウエハ１５の上方
に位置するように、ハウジング１２に支持されており、
石英窓１７ａを通して、真空紫外光を半導体ウエハ１５
上に向けて照射する。
【００１４】本発明に係る前記製造方法では、半導体ウ
エハ１５上に配線１５ａを覆って絶縁膜層を成長させる
ために、反応室１１内に供給される原料ガスとして、テ
トラメチルシクロテトラシロキサン（[SiH(CH3)]4O4：
以下、単にＴＯＭＣＡＴＳと称する。）が用いられ、ま
た、添加ガスとして、酸素（Ｏ2）が用いられる。
エハ１５上に配線１５ａを覆って絶縁膜層を成長させる
ために、反応室１１内に供給される原料ガスとして、テ
トラメチルシクロテトラシロキサン（[SiH(CH3)]4O4：
以下、単にＴＯＭＣＡＴＳと称する。）が用いられ、ま
た、添加ガスとして、酸素（Ｏ2）が用いられる。
【００１５】サスセプタ１６上で室温に保持された半導
体ウエハ１５と真空紫外光源１７の石英窓１７ａとの間
隔が、例えば約１５ｍｍに保持された状態で、真空紫外
光の照度が石英窓１７ａの直下で１０ｍＷ／ｃｍ2でも
って前記半導体ウエハ１５が真空紫外線の照射を受け
る。この環境下で、前記ＴＯＭＣＡＴＳが例えば５０ｓ
ｃｃｍ、前記酸素がＴＯＭＣＡＴＳと同一の流量である
５０ｓｃｃｍで以て、反応室１１内に供給される。この
ときの反応室１１内の反応圧力は、３００ｍＴｏｒｒで
あった。後述する絶縁膜層の石英窓１７ａ上への成長に
よる該石英窓の曇りを防止する上で、この石英窓１７ａ
を真空紫外線源の温度を超える温度で加熱することが望
ましい。
体ウエハ１５と真空紫外光源１７の石英窓１７ａとの間
隔が、例えば約１５ｍｍに保持された状態で、真空紫外
光の照度が石英窓１７ａの直下で１０ｍＷ／ｃｍ2でも
って前記半導体ウエハ１５が真空紫外線の照射を受け
る。この環境下で、前記ＴＯＭＣＡＴＳが例えば５０ｓ
ｃｃｍ、前記酸素がＴＯＭＣＡＴＳと同一の流量である
５０ｓｃｃｍで以て、反応室１１内に供給される。この
ときの反応室１１内の反応圧力は、３００ｍＴｏｒｒで
あった。後述する絶縁膜層の石英窓１７ａ上への成長に
よる該石英窓の曇りを防止する上で、この石英窓１７ａ
を真空紫外線源の温度を超える温度で加熱することが望
ましい。
【００１６】前記した条件下での前記減圧ＣＶＤ装置１
０の約１５分間の運転により、半導体ウエハ１５上に
は、該基板上から約１．５μｍの高さ寸法に絶縁膜層が
成長した。しかも、前記絶縁膜層は、前記配線上への選
択的な成長特性を示すことにより、後述する図３に示す
ように、前記配線１５ａによる凹凸形状に対応した表面
形状を呈し、配線１５ａ間に対応して、他の部分よりも
厚さ寸法が極めて薄い薄肉部が形成されていることが、
走査型電子顕微鏡で確認できた。
０の約１５分間の運転により、半導体ウエハ１５上に
は、該基板上から約１．５μｍの高さ寸法に絶縁膜層が
成長した。しかも、前記絶縁膜層は、前記配線上への選
択的な成長特性を示すことにより、後述する図３に示す
ように、前記配線１５ａによる凹凸形状に対応した表面
形状を呈し、配線１５ａ間に対応して、他の部分よりも
厚さ寸法が極めて薄い薄肉部が形成されていることが、
走査型電子顕微鏡で確認できた。
【００１７】図２は、フーリエ変換赤外分光法を用いて
前記絶縁膜層の成分を分析した結果を示すグラフであ
る。グラフの横軸は試料である前記絶縁膜層に照射され
る赤外光の波長の逆数すなわち波数（ｃｍ-1）を示し、
またその縦軸は、吸光度（任意単位）を示す。前記フー
リエ変換赤外分光法によれば、試料に照射される赤外光
の波長を連続的にシフトしたとき、その照射を受ける物
質に応じたそれぞれの波長の赤外光が高い吸収率で吸収
される。従って、吸収率が急激に増加するところの波数
を求めることにより、その物質の成分を知ることができ
る。
前記絶縁膜層の成分を分析した結果を示すグラフであ
る。グラフの横軸は試料である前記絶縁膜層に照射され
る赤外光の波長の逆数すなわち波数（ｃｍ-1）を示し、
またその縦軸は、吸光度（任意単位）を示す。前記フー
リエ変換赤外分光法によれば、試料に照射される赤外光
の波長を連続的にシフトしたとき、その照射を受ける物
質に応じたそれぞれの波長の赤外光が高い吸収率で吸収
される。従って、吸収率が急激に増加するところの波数
を求めることにより、その物質の成分を知ることができ
る。
【００１８】図２に示された分析結果によれば、そのグ
ラフに示されているとおり、主成分たる二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）に加えて、Ｓｉ2Ｏが形成されている。これ
らは何れも電気絶縁性を示し、特に、Ｓｉ2Ｏは、有機
物であり、主成分である二酸化シリコンよりも低い誘電
率を示すことから、半導体装置の層間絶縁膜として優れ
た電気特性をもたらす。
ラフに示されているとおり、主成分たる二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）に加えて、Ｓｉ2Ｏが形成されている。これ
らは何れも電気絶縁性を示し、特に、Ｓｉ2Ｏは、有機
物であり、主成分である二酸化シリコンよりも低い誘電
率を示すことから、半導体装置の層間絶縁膜として優れ
た電気特性をもたらす。
【００１９】本発明に係る前記方法により形成された前
記絶縁膜層は、前記したとおり、層間絶縁膜として優れ
た電気特性を示すと共に、前記配線１５ａによる凹凸形
状に対応した表面形状を呈し、配線１５ａ間に対応し
て、他の部分よりも厚さ寸法が極めて薄い薄肉部が形成
される。
記絶縁膜層は、前記したとおり、層間絶縁膜として優れ
た電気特性を示すと共に、前記配線１５ａによる凹凸形
状に対応した表面形状を呈し、配線１５ａ間に対応し
て、他の部分よりも厚さ寸法が極めて薄い薄肉部が形成
される。
【００２０】従って、例えば、二酸化シリコンを除去す
るためのドライエッチング処理を前記薄肉部を除去し得
るほどに前記絶縁膜層にほぼ均等に施すことにより、前
記絶縁膜層による前記配線１５ａの保護作用を損なうこ
となく、前記薄肉部に、該薄肉部の厚さ方向に貫通し、
半導体ウエハ１５上に開口する孔を形成することができ
る。
るためのドライエッチング処理を前記薄肉部を除去し得
るほどに前記絶縁膜層にほぼ均等に施すことにより、前
記絶縁膜層による前記配線１５ａの保護作用を損なうこ
となく、前記薄肉部に、該薄肉部の厚さ方向に貫通し、
半導体ウエハ１５上に開口する孔を形成することができ
る。
【００２１】この孔は、前記したとおり、前記絶縁膜層
を貫通して半導体ウエハ１５上に開口することから、コ
ンタクトホールとして利用することができ、従来よく知
られているように、このコンタクトホールを充填する導
電部を形成することにより、該導電部で半導体ウエハ１
５に接続された電気接続部を構成することができる。
を貫通して半導体ウエハ１５上に開口することから、コ
ンタクトホールとして利用することができ、従来よく知
られているように、このコンタクトホールを充填する導
電部を形成することにより、該導電部で半導体ウエハ１
５に接続された電気接続部を構成することができる。
【００２２】図３は、本発明に係る前記製造方法をＦＥ
Ｔ（電界効果型トランジスタ）の１つであるＭＯＳトラ
ンジスタのソース／ドレインへの電気接続部のためのコ
ンタクトホールの形成プロセスに適用した例を示す。シ
リコン半導体基板のような半導体基板１８には、図３
（ａ）に示されているように、例えば従来よく知られた
ＬＯＣＯＳ法によりフィールド酸化膜１９が形成され
る。前記半導体基板１８のフィールド酸化膜１９により
区画された活性領域２０には、それぞれが例えば熱酸化
法により形成された二酸化シリコンからなるゲート酸化
膜２１を有しかつ互いに平行に伸びる複数のゲート２２
が、従来よく知られたフォトリソ・エッチング技術によ
り、形成される。
Ｔ（電界効果型トランジスタ）の１つであるＭＯＳトラ
ンジスタのソース／ドレインへの電気接続部のためのコ
ンタクトホールの形成プロセスに適用した例を示す。シ
リコン半導体基板のような半導体基板１８には、図３
（ａ）に示されているように、例えば従来よく知られた
ＬＯＣＯＳ法によりフィールド酸化膜１９が形成され
る。前記半導体基板１８のフィールド酸化膜１９により
区画された活性領域２０には、それぞれが例えば熱酸化
法により形成された二酸化シリコンからなるゲート酸化
膜２１を有しかつ互いに平行に伸びる複数のゲート２２
が、従来よく知られたフォトリソ・エッチング技術によ
り、形成される。
【００２３】各ゲート２２は、例えば０．１８μｍの幅
寸法を有し、ゲート酸化膜２１の厚さ寸法を含んで例え
ば０．３μｍの高さ寸法を有する。また、各ゲート２２
は、相互に０．２〜０．７μｍの間隔をおいて前記半導
体基板１８上から立ち上がる。前記ゲート２２は、例え
ばタングステン、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のような金属材
料からなる。ゲート２２は、導電性不純物を含む従来よ
く知られた導電性ポリシリコンで形成することができ
る。前記半導体基板１８の活性領域２０上の各ゲート２
２の両側には、ソース／ドレインのための不純物領域２
３が、例えばイオン注入法により形成されている。ま
た、図示の例では、フィールド酸化膜１９上には、各ゲ
ート２２に平行に伸びる配線２４が形成されている。
寸法を有し、ゲート酸化膜２１の厚さ寸法を含んで例え
ば０．３μｍの高さ寸法を有する。また、各ゲート２２
は、相互に０．２〜０．７μｍの間隔をおいて前記半導
体基板１８上から立ち上がる。前記ゲート２２は、例え
ばタングステン、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のような金属材
料からなる。ゲート２２は、導電性不純物を含む従来よ
く知られた導電性ポリシリコンで形成することができ
る。前記半導体基板１８の活性領域２０上の各ゲート２
２の両側には、ソース／ドレインのための不純物領域２
３が、例えばイオン注入法により形成されている。ま
た、図示の例では、フィールド酸化膜１９上には、各ゲ
ート２２に平行に伸びる配線２４が形成されている。
【００２４】活性領域２０上にゲート２２が形成され、
またフィールド酸化膜１９上に配線２４が形成された前
記半導体基板１８には、図３（ｂ）に示されているよう
に、これらゲート２２および配線２４を覆うように、絶
縁膜層２５が形成される。
またフィールド酸化膜１９上に配線２４が形成された前
記半導体基板１８には、図３（ｂ）に示されているよう
に、これらゲート２２および配線２４を覆うように、絶
縁膜層２５が形成される。
【００２５】絶縁膜層２５の形成のために、図３（ａ）
に示すようなゲート２２および配線２４が形成された前
記半導体基板１８は、図１に示した減圧ＣＶＤ装置１０
のサスセプタ１６上に、前記ゲート２２および配線２４
を上方へ向けて配置され、前記したと同一の成長条件に
より、前記した絶縁膜層と同様な絶縁膜層２５を成長さ
せることができた。
に示すようなゲート２２および配線２４が形成された前
記半導体基板１８は、図１に示した減圧ＣＶＤ装置１０
のサスセプタ１６上に、前記ゲート２２および配線２４
を上方へ向けて配置され、前記したと同一の成長条件に
より、前記した絶縁膜層と同様な絶縁膜層２５を成長さ
せることができた。
【００２６】前記絶縁膜層２５は、前記した成長条件下
で成長されることにより、図３（ｂ）に示されているよ
うに、前記半導体基板１８上で導電性材料からなる凸部
を構成するゲート２２および配線２４上で集中的に堆積
することから、絶縁膜層２５の表面は、前記凸部２２お
よび２４による凹凸形状に沿った波状の表面形状を呈す
る。また、前記凸部２２および２４間では、絶縁膜層２
５の堆積が抑制されることから、該絶縁膜層には、ゲー
ト２２および配線２４のような凸部２２および２４間に
薄肉部２５ａが形成される。
で成長されることにより、図３（ｂ）に示されているよ
うに、前記半導体基板１８上で導電性材料からなる凸部
を構成するゲート２２および配線２４上で集中的に堆積
することから、絶縁膜層２５の表面は、前記凸部２２お
よび２４による凹凸形状に沿った波状の表面形状を呈す
る。また、前記凸部２２および２４間では、絶縁膜層２
５の堆積が抑制されることから、該絶縁膜層には、ゲー
ト２２および配線２４のような凸部２２および２４間に
薄肉部２５ａが形成される。
【００２７】前記した条件下での絶縁膜層２５の成長
後、前記半導体基板１８を覆う絶縁膜層２５の所望領域
の全面に、従来よく知られた二酸化シリコン用のドライ
エッチング処理を施すことにより、絶縁膜層２５は、前
記薄肉部２５ａの厚さ寸法に対応する厚さ分が、所望領
域内で全体的に除去される。この所望領域への選択的な
ドライエッチング処理のために、エッチングマスクを利
用することができるが、絶縁膜層２５の薄肉部２５ａ
は、他の部分に比較して除去され易く、従って、前記エ
ッチングマスクに従来のような高精度な配置が要求され
ることはない。
後、前記半導体基板１８を覆う絶縁膜層２５の所望領域
の全面に、従来よく知られた二酸化シリコン用のドライ
エッチング処理を施すことにより、絶縁膜層２５は、前
記薄肉部２５ａの厚さ寸法に対応する厚さ分が、所望領
域内で全体的に除去される。この所望領域への選択的な
ドライエッチング処理のために、エッチングマスクを利
用することができるが、絶縁膜層２５の薄肉部２５ａ
は、他の部分に比較して除去され易く、従って、前記エ
ッチングマスクに従来のような高精度な配置が要求され
ることはない。
【００２８】前記したエッチング処理により、図３
（ｃ）に示されているように、絶縁膜層２５の所望領域
における薄肉部２５ａが除去されることから、絶縁膜層
２５には、除去された薄肉部２５ａにより、前記半導体
基板１８の不純物領域２３に開放するコンタクトホール
２６が形成される。
（ｃ）に示されているように、絶縁膜層２５の所望領域
における薄肉部２５ａが除去されることから、絶縁膜層
２５には、除去された薄肉部２５ａにより、前記半導体
基板１８の不純物領域２３に開放するコンタクトホール
２６が形成される。
【００２９】コンタクトホール２６の形成後、図３
（ｄ）に示されているように、コンタクトホール２６内
を充填しかつ絶縁膜層２５の残存部を覆うように、例え
ば導電性のポリシリコン２７が堆積される。
（ｄ）に示されているように、コンタクトホール２６内
を充填しかつ絶縁膜層２５の残存部を覆うように、例え
ば導電性のポリシリコン２７が堆積される。
【００３０】ポリシリコン２７の絶縁膜層２５上の不要
部分がフォトリソ・エッチング技術により除去され、ポ
リシリコン２７の絶縁膜層２５に形成されたコンタクト
ホール２６内に残存する部分２７ａにより、絶縁膜層２
５を貫通して不純物領域２３に接続されるコンタクト部
が形成される。これらのコンタクト部２７ａ上には、必
要に応じて、図示しないが、配線が施され、さらに新た
な絶縁膜が形成される。
部分がフォトリソ・エッチング技術により除去され、ポ
リシリコン２７の絶縁膜層２５に形成されたコンタクト
ホール２６内に残存する部分２７ａにより、絶縁膜層２
５を貫通して不純物領域２３に接続されるコンタクト部
が形成される。これらのコンタクト部２７ａ上には、必
要に応じて、図示しないが、配線が施され、さらに新た
な絶縁膜が形成される。
【００３１】前記したように、前記半導体基板上には、
該基板上の前記導電部２２および２４による凹凸形状に
沿った表面形状を有する絶縁膜層２５を成長させること
ができ、前記導電部２２、２４間に対応した前記絶縁膜
層の凹部に薄肉部２５ａが生じることから、この薄肉部
２５ａへのエッチング処理により、従来の自己整合コン
タクト法におけるようなシリコン窒化膜の生成およびそ
のパターニングを施すことなく、前記絶縁膜層２５の前
記薄肉部２５ａへのエッチング処理により、前記層間絶
縁膜層２５を貫通するコンタクトホール２６を形成する
ことができる。
該基板上の前記導電部２２および２４による凹凸形状に
沿った表面形状を有する絶縁膜層２５を成長させること
ができ、前記導電部２２、２４間に対応した前記絶縁膜
層の凹部に薄肉部２５ａが生じることから、この薄肉部
２５ａへのエッチング処理により、従来の自己整合コン
タクト法におけるようなシリコン窒化膜の生成およびそ
のパターニングを施すことなく、前記絶縁膜層２５の前
記薄肉部２５ａへのエッチング処理により、前記層間絶
縁膜層２５を貫通するコンタクトホール２６を形成する
ことができる。
【００３２】また、前記エッチング処理は、前記絶縁膜
層の所望領域の全面にほぼ均等に施されるドライエッチ
ング処理により、前記絶縁膜層２５の前記薄肉部２５ａ
を除く部分に実質的な損傷を与えることなく前記薄肉部
のみを除去することができることから、前記した前記絶
縁膜層への全面的なドライエッチングを採用することが
でき、これにより高精度のエッチングマスクを必要とす
ることがないことから、比較的容易にコンタクトホール
を形成することができる。
層の所望領域の全面にほぼ均等に施されるドライエッチ
ング処理により、前記絶縁膜層２５の前記薄肉部２５ａ
を除く部分に実質的な損傷を与えることなく前記薄肉部
のみを除去することができることから、前記した前記絶
縁膜層への全面的なドライエッチングを採用することが
でき、これにより高精度のエッチングマスクを必要とす
ることがないことから、比較的容易にコンタクトホール
を形成することができる。
【００３３】前記した絶縁膜層２５の薄肉部２５ａの生
成は、前記凸部２２または２４の間隔に依存し、凸部間
の間隔を広げることにより、絶縁膜層２５の堆積を抑制
することができる。従って、前記半導体基板１８上のコ
ンタクトホールを不要とする領域では、前記凸部の間隔
を比較的狭めることにより、導電部２２または２４の配
置密度を高め、コンタクトホールを必要とする領域で
は、前記凸部の間隔を比較的広めることにより、その配
置密度を低めるように、回路パターンの設計をなすこと
が望ましい。
成は、前記凸部２２または２４の間隔に依存し、凸部間
の間隔を広げることにより、絶縁膜層２５の堆積を抑制
することができる。従って、前記半導体基板１８上のコ
ンタクトホールを不要とする領域では、前記凸部の間隔
を比較的狭めることにより、導電部２２または２４の配
置密度を高め、コンタクトホールを必要とする領域で
は、前記凸部の間隔を比較的広めることにより、その配
置密度を低めるように、回路パターンの設計をなすこと
が望ましい。
【００３４】前記したところでは、本発明をＭＯＳトラ
ンジスタの製造方法に適用した例について説明したが、
本発明は、ＤＲＡＭのようなメモリセルのキャパシタの
ためのコンタクトホールの形成プロセスに適用すること
ができる。さらに、本発明は、メモリセルの周辺トラン
ジスタの他、種々の半導体装置のコンタクトホールの形
成プロセスに適用することができる。
ンジスタの製造方法に適用した例について説明したが、
本発明は、ＤＲＡＭのようなメモリセルのキャパシタの
ためのコンタクトホールの形成プロセスに適用すること
ができる。さらに、本発明は、メモリセルの周辺トラン
ジスタの他、種々の半導体装置のコンタクトホールの形
成プロセスに適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、前記したように、複数
の導電部が表面に形成された半導体基板上に前記導電部
を覆う絶縁膜を形成すべく、前記基板が配置される減圧
ＣＶＤ装置の反応室に、原料ガスとして、テトラメチル
シクロテトラシロキサン（[SiH(CH3)]4O4）を供給しか
つ添加ガスとして酸素を供給し、前記半導体基板に真空
紫外光を照射した状態で前記導電部を覆うべく絶縁膜層
を成長させることにより、前記導電部間が薄肉の絶縁膜
層を成長させることができ、従って、前記導電部間の薄
肉部にエッチング処理を施すことにより、従来のような
自己整合コンタクト法を用いることなく、前記層間絶縁
膜を貫通するコンタクトホールを比較的容易に形成する
ことができる。
の導電部が表面に形成された半導体基板上に前記導電部
を覆う絶縁膜を形成すべく、前記基板が配置される減圧
ＣＶＤ装置の反応室に、原料ガスとして、テトラメチル
シクロテトラシロキサン（[SiH(CH3)]4O4）を供給しか
つ添加ガスとして酸素を供給し、前記半導体基板に真空
紫外光を照射した状態で前記導電部を覆うべく絶縁膜層
を成長させることにより、前記導電部間が薄肉の絶縁膜
層を成長させることができ、従って、前記導電部間の薄
肉部にエッチング処理を施すことにより、従来のような
自己整合コンタクト法を用いることなく、前記層間絶縁
膜を貫通するコンタクトホールを比較的容易に形成する
ことができる。
【００３６】従って、本発明によれば、半導体装置の製
造工程の簡素化を図り、製造コストの低減が可能とな
る。
造工程の簡素化を図り、製造コストの低減が可能とな
る。
【図１】本発明に係る製造方法に係るＣＶＤ装置を概略
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る絶縁膜層についてのＦＴＩＲ分析
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る製造方法をＭＯＳトランジスタの
コンタクトホールの形成に適用した例を示す工程図であ
る。
コンタクトホールの形成に適用した例を示す工程図であ
る。
１０ 減圧ＣＶＤ装置
１１ 反応室
１７ 真空紫外光源
１８ 半導体基板
２２、２４ 導電部
２５ 絶縁膜層
２５ａ 薄肉部
２６ コンタクトホール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 29/78
(72)発明者 本山 理一
宮崎県宮崎郡清武町大字木原727番地
宮崎沖電気株式会社内
(72)発明者 宮野 淳一
宮崎県宮崎郡清武町大字木原727番地
有限会社 宮崎マシンデザイン内
(56)参考文献 特開2000−21982（ＪＰ，Ａ)
国際公開92／012535（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3205
H01L 21/321
H01L 21/3213
H01L 21/768
H01L 21/316
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板上に堆積された絶縁膜層に該
絶縁膜層の厚さ方向に貫通するコンタクトホールを形成
する工程を含む半導体装置の製造方法であって、互いに
間隔をおいて立ち上がる複数の導電部が表面に形成され
た半導体基板上に前記導電部を覆う絶縁膜を形成すべ
く、前記基板が配置される減圧ＣＶＤ装置の反応室に、
原料ガスとして、テトラメチルシクロテトラシロキサン
（[SiH(CH3)]4O4）を、添加ガスとして酸素を供給し、
前記反応室内を減圧状態に保持し、真空紫外線を前記基
板に向けて照射することにより、前記各導電部上で大き
な肉厚になり、前記基板の導電部間の表面で薄肉となる
絶縁膜層を成長させること、 前記絶縁膜層の前記 薄肉部にエッチング処理を施すこと
により前記絶縁膜層を貫通するコンタクトホールを形成
することを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記エッ
チング処理は、前記絶縁膜層の全面にほぼ均等に施され
るドライエッチング処理である半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、前記導電
部は、電界効果トランジスタのゲートである半導体装置
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法であって、前記導電
部は、配線である半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法であって、前記導電
部は、導電性材料から成る半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の方法であって、前記導電
性材料はタングステンであることを特徴とする、半導体
装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001163786A JP3418383B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 半導体装置の製造方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163786A JP3418383B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002359282A JP2002359282A (ja) | 2002-12-13 |
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Family
ID=19006692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001163786A Expired - Fee Related JP3418383B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6656854B2 (ja) |
| JP (1) | JP3418383B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US8951342B2 (en) | 2002-04-17 | 2015-02-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods for using porogens for low k porous organosilica glass films |
| US20080268177A1 (en) * | 2002-05-17 | 2008-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Porogens, Porogenated Precursors and Methods for Using the Same to Provide Porous Organosilica Glass Films with Low Dielectric Constants |
| US8293001B2 (en) * | 2002-04-17 | 2012-10-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Porogens, porogenated precursors and methods for using the same to provide porous organosilica glass films with low dielectric constants |
| US7384471B2 (en) * | 2002-04-17 | 2008-06-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Porogens, porogenated precursors and methods for using the same to provide porous organosilica glass films with low dielectric constants |
| US6846515B2 (en) * | 2002-04-17 | 2005-01-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods for using porogens and/or porogenated precursors to provide porous organosilica glass films with low dielectric constants |
| US9061317B2 (en) | 2002-04-17 | 2015-06-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Porogens, porogenated precursors and methods for using the same to provide porous organosilica glass films with low dielectric constants |
| JP2004128195A (ja) * | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | 保護膜の製造方法 |
| US6916708B2 (en) * | 2003-12-04 | 2005-07-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of forming a floating gate for a stacked gate flash memory device |
| US7332445B2 (en) * | 2004-09-28 | 2008-02-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Porous low dielectric constant compositions and methods for making and using same |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5028566A (en) * | 1987-04-10 | 1991-07-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of forming silicon dioxide glass films |
| US5153145A (en) * | 1989-10-17 | 1992-10-06 | At&T Bell Laboratories | Fet with gate spacer |
| US5098865A (en) * | 1989-11-02 | 1992-03-24 | Machado Jose R | High step coverage silicon oxide thin films |
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