JPH03175629A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法、特に、コンタクトホー
ル等の開口部を絶縁膜に形成する方法に関する。

Ｅ発明の概要］ 本発明は、Ｉ、Ｓ　Ｉ、ＩＪＬＳ　Ｔのような半導体装
置の製造方法において、 先ず半導体基板上に断面が矩形または逆台形のレジスト
柱を形成した後、この半導体基板上に絶縁膜を平坦に形
成して、この絶縁膜で前記レジスト柱をその頭部が露出
する程度に埋め込み、次いでレジスト柱を除去すること
により、 絶縁膜に、半導体基板の一部を露出する断面が矩形また
は逆台形の開口部を、当該半導体基板に結晶格子の乱れ
や汚染等のダメージを与えることなく形成することがで
きとともに、開口部に例えばタングステンやアルミニウ
ム等の金属をステップカバレッジ良く埋め込むことがで
きるようにしたものである。

［従来の技術］ ＬＳ　Ｉ　、　ｔＪＬｓ　Ｉのような半導体装置の製造
方法においては、デザインルールがミクロンオーダサブ
ミクロンオーダと呼ばれているように微細化されてきて
いる。このデザインルールの微細化に伴って、エツチン
グに異方性を有するドライエツチングの技法が採用され
てきているが、ドライエツチングでのダメージが（要視
されつつある。これを、コンタクトホールの形成を例と
して第５〜７図に図示して説明する。

先ず、第５図に示すように、拡散層２が形成されたＳｉ
基板のような半導体基板１上に、５ｉＯ７のような絶縁
膜３を平坦に形成し、この絶縁膜３上にレジスト膜４を
形成する。

次いで、第６図に示すように、フォトリゾグラフィーの
技法でレジスト膜４の拡散層２と対応する部分に開口部
５を形成して、レジストパターンを形成する。

そして、第７図に示すように、レジスト膜４をマスクと
して開口部５に露出した絶縁膜３をドライエツチングの
技法で拡散層２が露出するまで工ｊ／チングを行う。こ
れにより、絶縁膜３にコンタクトホール６が形成される
。

［発明が解決しようとする課題１ 前述のドライエツチングにおいては、エツチング装置の
エツチングレートの不均一さや絶縁膜３の厚さの不均一
さ等を考慮してオーバエツチングが行われている。この
オーバエツチング時には、拡散層２の表面が露出した状
態であるため、入射するイオン７の衝撃により拡散層２
を形成している半導体基板１の結晶格子に乱れを生じる
。また、エツチングガスにフレオンを使用した場合には
拡散層２上に炭素が堆積するというように、エツチング
ガスの分解成分による汚染を生じる。このため、オーバ
エツチング後に、コンタクトホール６に露出した拡散層
２の表面を第７図に点線で示すように浅く除去すること
により、結晶格子の乱れや汚染等のダメージを取り除い
ている。

しかしながら、［Ｊ　Ｌ　Ｓ　ｒのように半導体装置の
微細化が進めば進む程、拡散層２のデザイン上での深さ
ｄも浅くなるので、上記のようにダメージを入れた後に
、それを除去すると、拡散層２がその機能を発揮するに
必要かつ十分な深さを確保することができなくなってし
まう。

ところで、パターンを形成する方法とり、ては、例えば
特開昭６０−２６２４２６号公報に示されている方法が
ある。これは、半導体基板上にネガ形レジストで断面が
台形の残しパターンを形成し、この残しパターンをこれ
とはエツチング速度の異なるＳｉを含有する高分子材料
で被覆し、この被覆した材料を残しパターンの頭部が露
出するまでエツチングした後、残しパターンを除去する
ことにより、第８図に示すように、半導体基板ＩＡ上に
断面が台形の開口部５Ａを有するＳｉを含有する高分子
材料からなる抜きパターン８を形成し、この抜きパター
ン８をマスクとして半導体基板ＩＡ上に加圧材料を付着
させた後、マスクとしての抜きパターン８を除去して、
所望の加Ｔ材料パターンを得る方法である。

しかし、このパターン形成方法では、半導体装置として
は除去されるマスクを形成するのに、残しパターンを形
成する王程と抜きパターン８を形成する王程とが必要と
なり、多大な労力と時間とを要するばかりでなく、抜き
パターン８に形成された開口部５Ａが断面台形になって
いるので、半導体基板ＩＡ上に加圧材料を付着させる際
に、開口部５Ａの上方開口周辺によるンヤドウ作用によ
り、開口部５Ａのステップカバレッジ（段差被覆性）が
悪くなる。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明は、先ず半導体基板上に断面が矩形または
逆台形のレノスト柱を形成した後、この半導体基板上に
絶縁膜を平坦に形成して、この絶縁膜で前記レジスト柱
をその頭部が露出する程度に埋め込み、次いでレジスト
柱を除去する王程を含むことを特徴とする。

［作用］ 絶縁膜に囲まれたレジスト柱を、半導体基板にダメージ
を与えることのないアッシング、あるいは有機溶媒によ
り除去し、このレジスト柱が除去された後の絶縁膜に、
断面が矩形または逆台形の開口部を形成し、この絶縁膜
に形成された開口部を金属でステップカバレッジ良く埋
め込める。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面とともに前述した従来構
造と同一部分に同一符号を付して詳述する。

この一実施例では、コンタクトホールを形成する場合を
例として第１〜４図に図示しである。

先ず、第１図に示すように、拡散層２が形成されたＳｉ
基板のような半導体基板１上に、高分子材料からなるレ
ジスト膜４Ａを形成する。このレジスト膜４Ａの厚さは
第３図に示す絶縁膜３の厚さと路間−か、若しくは仮想
線示のように絶縁膜３よりも厚くなっている。

次いで、第２図に示すように、フォトリゾグラフィーの
技法で半導体基板１上に断面が矩形のレジスト柱１０を
形成する。この一実施例では第４図に示すようにコンタ
クトホール６を形成する一場合であるので、レジスト柱
１０は拡散層２上のコンタクトホール６に相当する円柱
形で、所謂前述の従来とは反転したパターンになってい
る。

この後、第３図に示すように、例えばバイアスＥＣＲＣ
ＶＤの技法で半導体基板１上に絶縁膜３を例えば５００
０〜６０００人の厚さで平坦に形成して、この絶縁膜３
でレジスト柱１０をその頭部が露出する程度に埋め込む
。なお、絶縁膜３を形成する過程でレジスト柱１０の頭
部が埋まった場合には、絶縁膜３をエッチバックしてレ
ジスト柱ｌＯの頭部を露出させる。このバイアスＥＣＲ
ＣＶＤの技法を用いることにより、光ＣＶＤの技法に比
べて、平坦な絶縁膜３を容易にかつ短時間で得ることが
できる。

そして、第４図に示すように、レジスト柱１０をアッシ
ングで灰化除去するか、あるいは有機溶媒等で溶解除去
する。これにより、コンタクトホール６が絶縁膜３に拡
散層２を露出した状態で形成される。

この後、図示は省略するが、コンタクトホール６に、例
えば選択ＣＶＤによりタングステンやアルミニウム等の
金属を選択成長する。

なお本発明は、コンタクトホール６の形成に限定される
ものではなく、例えば配線パターン用孔やアライメント
マーク用孔等の開口部を絶縁膜３に形成する場合にも適
用できる。

二発明の効果〕 以上のように本発明によれば、絶縁膜で囲まれＩこレノ
スト柱を、半導体基板の結晶格子の乱れや汚染等のダメ
ージの心配のないアッシングや有機溶媒で除去すること
ができ、このレジスト柱の除去により、絶縁膜に半導体
基板の一部を露出する断面が矩形または逆台形の開口部
を半導体基板にダメージを与えることなく形成すること
かできる。

しかも、絶縁膜に形成された開口部は、断面が矩形また
は逆台形になっているので、この開口部に金属をステッ
プカバレッジ良く埋め込むことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の半導体基板上にレジスト膜
を形成した状態を示す断面図、第２図は同実施例の半導
体基板上にレジスト柱を形成した状態を示す断面図、第
３図は同実施例のレジスト柱を絶縁膜で埋め込んだ状態
を示す断面図、第４図は同実施例のコンタクトホールを
形成した状態を示す断面図、第５図は従来の絶縁膜上に
レジスト膜を形成した状態を示す断面図、第６図は同従
来のレジスト膜に開口部を形成した状態を示す断面図、
第７図は同従来のコンタクトホールを形成した状態を示
す断面図、第８図は従来の異なる例の半導体基板上に抜
きパターンを形成した状態を示す断面図である。 ｌ・・半導体基板、３・・・絶縁膜、４Ａ・・・レジス
ト膜、１０・・・レジスト柱、６・・・コンタクトホー
ル。 突坑シ汗１の＋尊４手基箱上にレジズト順１刑底しＥ杖
嬰Ｅ示Ｔ断面３第１図 宣虎例のレヅスト柱と梗目朱順τ埋の底んε」だ柚を尼
亨断面口第３図 実力冷性りのコンツク１−木−ＪしＥ形成り五１犬態を
ホ丁度を面図第４図 イＬオのレノスト雁Ｊ二間ロｔ５Ｅ形ムＬと→乙号を示
すに牟品必第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に断面が矩形または逆台形のレジス
   ト柱を形成した後、この半導体基板上に絶縁膜を平坦に
   形成して、この絶縁膜で前記レジスト柱をその頭部が露
   出する程度に埋め込み、次いで、レジスト柱を除去する
   工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。