JPH01274452A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPH01274452A
JPH01274452A JP10360588A JP10360588A JPH01274452A JP H01274452 A JPH01274452 A JP H01274452A JP 10360588 A JP10360588 A JP 10360588A JP 10360588 A JP10360588 A JP 10360588A JP H01274452 A JPH01274452 A JP H01274452A
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JP
Japan
Prior art keywords
groove
insulating film
conductor
film
exposed
Prior art date
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Pending
Application number
JP10360588A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiko Mizutani
水谷 隆彦
Shunichi Nagata
永田 俊一
Tatsuya Mise
辰也 三瀬
Tetsuhiro Yasunaga
安永 哲裕
Tetsuo Sato
哲夫 佐藤
Toru Shimoyama
徹 下山
Yasuhito Akutagawa
泰人 芥川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置の製造方法、特に半導体装置内に配設される
配線コンタクト窓の形成方法に関し、厚さの異なる同層
の絶縁膜のそれぞれに、薄い方の絶縁膜下の導電性基体
面にダメージを与えずにコンタクト窓を形成する方法を
提供することを目的とし、 高さの異なる第11.第2の導電体面を有する基板上を
覆い表面が平坦化された第1の絶縁膜に、高い位置にあ
る第1の導電体面を表出する第1の開孔と、低い位置に
ある第2の導電体面を表出する第2の開孔とを形成する
に際して、該表面が平担化された第1の絶縁膜上に該第
1の絶縁膜とエツチングの選択性を有する第2の絶縁膜
を形成する工程と、該第2の絶縁膜を含む第1の絶縁膜
における該第1の導電体面及び第2の導電体面の上部に
、それぞれ該第1の導電体面が表出される深さの第1の
溝及び該第1の溝と同一深さの第2の溝を形成する工程
と、該第2の溝内に表出する第1の導電体面上に選択的
に該第1の絶縁膜とエツチングの選択性を存する第3の
導電体層を選択的に形成する工程と、該第2の溝の底部
の第1の絶縁膜を該第2の絶縁膜をマスクにして選択的
にエツチング除去して該第2の溝の底部に該第2の導電
体面を表出せしめる工程とを含んで構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体装置内に配
設される配線コンタクト窓の形成方法に関する。
半導体装置においては集積度が向上し、配線が複雑化す
るに伴って、多層配線構造が用いられるようになって来
ている。
このような多層配線構造の半導体装置においては、上層
の配線の膜厚を均一に確保して、断層、エレクトロマイ
グレーション、ストレスマイグレーシジン等による断線
を防止して信頼性の向上を図るために、上層配線の形成
される眉間絶縁膜の上面を平坦化する技術の採用が普及
されつつある。 しかしこの平坦化技術を用いた場合、
層間絶縁膜の下層配線上に設けられる配線コンタクト窓
と半導体基板上に設けられる配線コンタクト窓との深さ
が大幅に異なるため、該配線コンタクト窓の開孔に際し
て、浅いコンタクト窓内に表出する下層配線が強いダメ
ージを受けるという問題があり、改善が望まれている。
〔従来の技術〕
従来例えば第3図(a)に示すように、MO3型半導体
素子上に平坦化されて形成された層間絶縁膜51に、ゲ
ート電極52面を表出する第1の配線コンタクト窓とド
レイン領域53面を表出する第2の配線コンタクト窓を
形成するに際しては、第3図(b)に示すように、眉間
絶縁膜51上に第1及び第2のコンタクト窓に対応する
第1及び第2の開孔54及び55を有するレジスト膜5
6を形成し、通常のりアクティブイオンエツチング(R
IE)処理によりゲート電極52上の第1の配線コンタ
クト窓57とドレイン領域53上の第2の配線コンタク
ト窓58とを同時に形成する方法であった。(図中、5
9はゲート絶縁膜) 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら上記従来方法によると、配線コンタクトの
開孔に際して、ドレイン領域53上の第2の配線コンタ
クト窓58が形成される領域の例えば0.6〜1μm程
度の厚い膜厚1.の層間絶縁膜51がエッチオフされる
時間エツチングがなされるので、層間絶縁膜51の膜が
例えば0.3〜0.5μm程度の厚さtzLかない第1
の配線コンタクト窓57部においては著しくオーバエツ
チングになり、ゲート電極59に大きな膜減りや変質等
を生じて、素子特性が損なわれるという問題があった。
そこで本発明は、厚さの異なる同層の絶縁膜のそれぞれ
に、薄い方の絶縁膜下の導電性基体面にダメージを与え
ずにコンタクト窓を形成する方法を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
高さの異なる第1、第2の導電体面を有する基板上を覆
い表面が平坦化された第1の絶縁膜に、高い位置にある
第1の導電体面を表出する第1の開孔と、低い位置にあ
る第2の導電体面を表出する第2の開孔とを形成するに
際して、該表面が平坦化された第1の絶縁膜上に該第1
の絶縁膜とエツチングの選択性を有する第2の絶縁膜を
形成する工程と、該第2の絶縁膜を含む第1の絶縁膜に
おける該第1の導電体面及び第2の導電体面の上部に、
それぞれ該第1の導電体面が表出される深さの第1の溝
及び該第1の溝と同一深さの第2の溝を形成する工程と
、該第2の溝内に表出する第1の感電体面上に選択的に
該第1の絶縁膜とエツチングの選択性を存する第3の導
電体層を選択的に形成する工程と、該第2の溝の底部の
第1の絶縁膜を該第2の絶縁膜をマスクにして選択的に
エツチング除去して該第2の溝の底部に該第2の導電体
面を表出せしめる工程とを含む本発明による半導体装置
の製造方法によって解決される。
〔作 用〕
即ち本発明に係るコンタクト窓の形成方法においては、
高さの異なる第1、第2の導電体面を有する基板上を覆
い、且つ表面が平坦化された絶縁膜に、高い位置にある
第1の導電体面を表出する深さの第1の溝を形成すると
同時に、第2の導電体面の上部に上記第1の溝と等しい
深さの未貫通の第2の溝を形成する第1のエツチング工
程と、次いで上記第1の溝内に表出する第1の導電体面
上に選択的に耐エツチング膜としての第3の導電体膜を
形成した後、前記第2の溝の底部の絶縁膜をエッチオフ
して該第2の溝内に第2の導電体面を表出させる第2の
エツチング工程とを含んで構成される。
従って第1の溝に対してオーバエツチングとなる第2の
エツチング工程に際して、第1の溝内に表出する第1の
導電体面は第3の導電体膜で保護されるので、該第1の
溝内の第1の導電体面がダメージを受けることがなく、
該第1の導電体面のダメージに起因する半導体素子の特
性劣化が防止される。
〔実施例〕
以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。
第1図(a)〜(dlは本発明の第1の実施例の工程断
面図で、第2図(a)〜(C)は本発明の第2実施例の
工程断面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
第1図(al参照 本発明の方法を用いてMO3半導体装置を形成するに際
しては、通常通り例えばp型のシリコン(Si)基板1
上にゲート酸化膜2を形成し、該ゲート酸化膜2上にポ
リSi等よりなる厚さ3000〜5000人程度のゲー
ト電極3を形成し、該p型Si基板1にゲート電極3に
自己整合させてn゛型のソース領域4及びn゛型トドレ
イン領域5形成してなる基板上に、例えば絶縁膜上に上
面が平坦になるように厚くレジスト膜を形成し、該レジ
ストと絶縁膜とのエツチングの選択性を持たない条件に
よる異方性ドライエツチング手段例えばRIE処理によ
り全面エツチングを行って絶縁膜の全面を平坦に表出さ
せる通常の絶縁膜の平坦化技術により、上面がほぼ平坦
な例えば厚さ0.6〜1μm程度の燐珪酸ガラス(PS
G)絶縁膜6を形成し、次いで該PSG絶縁膜6上に化
学気相成長(CVD)法によりpsc絶縁膜6とエツチ
ングの選択性を有する厚さ1000人程度0窒化シリコ
ン(SiJ4)膜7を形成する。
第1図(b)参照 次いで通常のフォトプロセスにより該Si、N4膜7上
に、鎖線で示すように、ゲート電極3に対する配線コン
タクト窓に対応する第1の開孔8及びドレイン領域5に
対する配線コンタクト窓に対応する第2の開孔9を有す
るレジスト膜10を形成し、該レジスト膜10をマスク
にし、例えば〔4弗化炭素(CF4.)  十酸素(0
,) )ガスを用いるRIE処理により表出するSi3
N、膜7をエッチオフし、次いで例えば3弗化メタン(
CHF3)をエツチングガスに用いるRIB処理により
表出するPSG絶縁膜6をゲート電極3の上面が表出す
る深さにエッチオフする。
この処理によりゲート電極3上には該ゲート電極3の上
面を表出する第1の溝即ち貫通した第1の配線コンタク
ト窓11が、またドレイン領域5の上部には前記第1の
配線コンタクト窓11とほぼ等しい深さを有する第2の
溝即ち未貫通の第2の配線コンタクト窓112がそれぞ
れ形成される。
第1図(C)参照 次いでレジスト膜10を除去した後、例えばメタルソー
スガスに6弗化タングステン(wry、)を用い還元ガ
スにモノシラン(SiHt)を用いる通常の金属タング
ステンの選択成長手段により、第1の配線コンタクト窓
11内に表出するポリSi上即ちゲート電極3上に選択
的に、コンタクト窓11をほぼ平坦に埋める3000〜
5000人程度の厚さの金属タングステン層13を形成
する。
なおこの金属タングステン層13の厚さは、後のPSG
絶縁ff26のRIE処理によって底部までエッチオフ
されない厚さであればよく、必ずしもコンタクト窓11
を平坦に埋める必要はない。
第1図(d)参照 次いで上記のように第1の溝11内に表出するゲーI・
電極3上をエツチング耐性を有する金属タングステン層
13で保護した状態で、5isNn膜7をマスクにし、
例えばClIF5ガスを用いるRIE処理により第2の
1112の底部のPSG絶縁膜6を選択的にエッチオフ
してドレイン領域5面を表出させる。
ここで貫通した第2の溝即ちドレイン領域5に対する配
線コンタクト窓12が完成する。
なおこのエツチングに際して、コンタクト窓11内のゲ
ート電極3の上面は前記エツチング耐性を有する金属タ
ングステンJllii13で保護されているので、該ゲ
ート電極3がオーバエツチングによるダメージを受ける
ことがない。
次いで鎖線で図示したように、第1の配線コンタクト窓
ll上に上記金属タングステン層13に接するアルミニ
ウム等のゲート配線14を、また第2の配線コンタクト
窓12上に同材料よりなるドレイン配線15をそれぞれ
形成して、本発明に係るMO3半導体装置が完成する。
第2図に示す第2の実施例は、第1の溝内に表出するゲ
ート電極上に選択的にエツチング耐性を有する第3の導
電層を形成する方法のみが前記第1の実施例と異なる例
である。
第2図(a) 即ちこの例においては、前記実施例と同様な方法でゲー
ト電極3上に第1の配線コンタクト窓11が形成され、
ドレイン領域5上に未貫通の第2の溝(未貫通筒2の配
線コンタクト窓)112が形成された後、この基板上に
スパッタリング法により例えば厚さ2000〜3000
人程度の金属タングステン層16を形成する。
第2図(b)参照 次いで第1の配線コンタクト窓11内の金属タングステ
ン層16を例えば赤外線照射法等により局部的に100
0℃程度に加熱し、ゲート電極3を構成するSiと固相
反応させ、この部分を選択的にタングステンシリサイド
(WSiz)層17に変質させる。
第2図(C)参照 次いで弗酸(IF)等によるウェット処理により該基板
上の金属タングステン層16をエツチング除去する。こ
の際WSf、Ji17はエツチングされず、第1の配線
コンタクト窓ll内に表出するゲート電極3の上面には
!f!l!膜とエツチングの選択性を有するWSiz層
17層成7する。このWSiz層17層成7の実施例に
おけるタングステン層と同様に、後の第2の配線コンタ
クト窓を貫通する際のエツチングにおいて、耐エツチン
グ層としてゲート電極3を保護する。
なお上記実施例においてはゲート電極3即ち高い位置に
ある導電体面の、ドレイン領域5即ち低い位置にある導
電体面に対するコンタクト窓形成の際のエツチング保護
膜として、タングステン或いはWSi、を用いたが、該
保護膜は耐熱性を有する導電体で絶縁膜に対してエツチ
ングの選択性を有するもので有ればよく、上記以外の高
融点金属或いは高融点金属シリサイド等も用いられる。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、高さの異なる第1、
第2の導電体面を有する基板上を覆い表面が平坦化され
た絶縁膜に、高い位置にある第1の導電体面を表出する
第1のコンタクト窓と、低い位置にある第2の導電体面
を表出する第2のコンタクト窓を形成するに際して、上
記第1のコンタクト窓内に表出する高い位置にある導電
体面にオーバエツチングによるダメージを与えることが
ない。
従ってコンタクト窓形成に際し、コンタクト窓内に表出
する導電体面のダメージに起因する機能の劣化を生ずる
ことがなく、半導体装置の性能及び製造歩留りが向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(dlは本発明の第1の実施例の工程断
面図、 第2図(a)〜(e)は本発明の第2の実施例の工程断
面図、 第3図(al〜(b)は従来方法の工程断面図である。 図において、 ■はp型Si基板、 2はゲート酸化膜、 3はゲート電極、 4はn゛゛ソース領域、 5はn゛型トドレイン領域 6はpsc絶縁膜、 7は5iJn膜、 8.9は開孔、 10はレジスト膜、 11は第1の溝(第1の配線コンタクト窓)12は第2
の配線コンタクト窓、 13.16は金属タングステン層、 14はゲート配線、 15はドレイン配線、 17はWSi2層 112は第2の溝 (未貫通の第2の配線コンタクト窓) を示す。 オ(子55月め第1のT方ごイダ]じりニオt〆1呂F
]第 1図 16老累フン′ブ又ケ)贅 、/ 第 2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  高さの異なる第1、第2の導電体面を有する基板上を
    覆い表面が平坦化された第1の絶縁膜に、高い位置にあ
    る第1の導電体面を表出する第1の開孔と、低い位置に
    ある第2の導電体面を表出する第2の開孔とを形成する
    に際して、 該表面が平坦化された第1の絶縁膜上に該第1の絶縁膜
    とエッチングの選択性を有する第2の絶縁膜を形成する
    工程と、 該第2の絶縁膜を含む第1の絶縁膜における該第1の導
    電体面及び第2の導電体面の上部に、それぞれ該第1の
    導電体面が表出される深さの第1の溝及び該第1の溝と
    同一深さの第2の溝を形成する工程と、 該第2の溝内に表出する第1の導電体面上に選択的に該
    第1の絶縁膜とエッチングの選択性を有する第3の導電
    体層を選択的に形成する工程と、該第2の溝の底部の第
    1の絶縁膜を該第2の絶縁膜をマスクにして選択的にエ
    ッチング除去して該第2の溝の底部に該第2の導電体面
    を表出せしめ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。
JP10360588A 1988-04-26 1988-04-26 半導体装置の製造方法 Pending JPH01274452A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0661193A (ja) * 1992-04-16 1994-03-04 Micron Technol Inc 半導体ウエーハを処理する方法
JPH06349789A (ja) * 1993-03-02 1994-12-22 Hyundai Electron Ind Co Ltd 高集積半導体装置のコンタクトホール形成方法

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