JPH03198365A - 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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JPH03198365A
JPH03198365A JP33965089A JP33965089A JPH03198365A JP H03198365 A JPH03198365 A JP H03198365A JP 33965089 A JP33965089 A JP 33965089A JP 33965089 A JP33965089 A JP 33965089A JP H03198365 A JPH03198365 A JP H03198365A
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JP
Japan
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insulating film
film
temperature
contact hole
layer
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Pending
Application number
JP33965089A
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English (en)
Inventor
Ken Kobayashi
研 小林
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に眉間絶縁膜
及びコンタクトホールの形成方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の技術を第2図(A)、(B)を参照して説明する
第2図(A)に示すように、フィールド酸化膜22によ
り能動領域と非能動領域を区分し、トランジスタのゲー
ト電極25及びソース・ドレイン領域となるn+層23
、n−層24を形成したシリコン基板21にCVD法に
より5i02を1000人堆積し、下層絶縁膜26を形
成する。このとき、ゲート電極下のゲート絶縁層及びゲ
ート電極側壁の5i02はすでに形成されているものと
し、図中では下層絶縁膜26として一括して示しである
続いて、CVD法によりBPSG (例えば、ボロン濃
度IQmo1%、リン濃度5mo1%の5i02系ガラ
ス)を堆積し、900℃、N2中で10分間熱処理し、
フォトレジストをスピンナーにより塗布する。BPSG
膜とフォトレジストのエツチングレートが同等になる条
件でウェハ全面を工・ノチバックし、表面の平坦な上層
絶縁膜27を得る。
フォトリソグラフィ技術により、コンタクトホール開口
部分のフォトレジストを除去し、希釈ぶつ酸溶液に浸漬
し、上層絶縁膜27の一部を除去し、残りの上層を絶縁
膜を異方性ドライエツチングにより除去した後、フォト
レジストを剥離する。
ウェットエツチングと異方性ドライエツチングでパター
ニングしたコンタクトホールには、開口部に角が残り(
第2図(A)の0部)、配線層形成時にコンタクトホー
ル部での配線材料のステップカバレッジを悪化させ信頼
性低下の要因となるので、第2図(B)に示すように、
例えば850℃、N2中で10分間熱処理を行なって、
コンタクトホールのリフローを行なう。
しかしながら、単一材料で上層絶縁膜27を形成してい
るため、浅いコンタクトホール29のe部では良好な形
状が得られるが、深いコンタクトホール28のd部では
オーバーハング形状となる。
一般にBPSG等のリフロー形状は、ボロン濃度、リン
濃度などの膜中の不純物濃度とリフロー時の熱処理条件
(温度、ガス、時間等)により物理的に決まってしまう
が、第2図(B)のようにコンタクトホールの開口位置
の下地形状(例えば、凹凸や下地パターンの形状)にも
大きく左右され、実際のデバイスでは、定量的な評価が
困難である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したように、従来は、単一材料の上層絶縁層を用い
て表面が平坦な眉間絶縁膜を形成しているため、コンタ
クトホールを開口してリフローを行なう際に、コンタク
ト開口部の下地パターンの形状、例えば、コンタクトホ
ールが凸部にあるか、四部にあるか、あるいは、下地の
パターンの形状等、の影響を大きく受けるため、ウェハ
全面に亘って、同等なコンタクト形状を得ることが困難
であるという欠点がある。
コンタクト形状を一様に形成できなければ、オーバーハ
ング形状になるコンタクトホールが生じる、あるいは逆
に熱処理を行なっても、充分にフローされないコンタク
トホールが生じ、配線材料のコンタクトホール部での段
差被覆性を悪化させ、半導体装置の信頼性低下の原因と
なる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、厚いシリコン酸化膜
で互いに分離された能動領域に機能素子が形成された半
導体基板の一主表面上に、第1の絶縁膜を堆積する工程
と、第1の絶縁膜のフロー温度より高い温度で熱処理す
る工程と、前記第1の絶縁膜よリフロー温度の低い第2
の絶縁膜を堆積する工程と、第2の絶縁膜のフロー温度
より高い温度で熱処理する工程と、フォトリソグラフィ
技術を用いて前記第2の絶縁膜の一部をウェットエツチ
ングにより除去する工程、前記第2の絶縁膜の残膜及び
第1の絶縁膜を異方性ドライエツチングにより除去する
工程及び前記第1の絶縁膜のフロー温度より低くかつ前
記第2の絶縁膜のフロー温度より高い温度で熱処理する
工程によりコンタクトホールを開口する工程とを含むと
いうものである。
〔実施例〕
本発明について図面を参照して説明する。
第1、図(A)〜(F)は本発明の一実施例を説明する
ため工程順に示す縦断面図である。
第1図(A)に示すように、フィールド酸化膜2により
能動領域と非能動領域が区別され、トランジスタのゲー
ト電極5及びソース、ドレイン領域となるn+層3.n
−層4が形成されたシリコン基板1上にCVD法により
厚さ1100nの5i02を堆積する。ここで、シリコ
ン基板1にウェル層が形成されていても本質的な差異は
ない。
次に、第1図(B)に示すように、CVD法により例え
ばボロン濃度IQmo1%、リン濃度5mo1%の5i
02系ガラスであるBPSGを1μmの厚さに堆積し、
900℃、N2中10分間の熱処理によりリフローを行
ない第1の絶縁膜7を形成した。さらにフォトレジスト
(例えば粘度30cp程度)をスピンナーで塗布する。
次に、第1図(C)に示すように、フォトレジスト膜1
0と第1の絶縁膜7のエッチレートがほぼ等しくなる条
件の異方性ドライエツチングにより、エッチバックを行
なう。エッチバックは、ゲート電f!5上の下層絶縁膜
6が露出するところまで行なう。ここで、フォトレジス
ト膜8の代わりに、SOG (スピンオンガラス)膜あ
るいは、ポリイミド樹脂等を用いても、全く同様であり
、本質的に差はない。
次に、第1図(D)に示すように、CVD法により例え
ばボロン濃度13mo1%、リン濃度5mo1%のBP
SGを0.4μm堆積し、900”C1N2中10分間
の熱処理によりリフローを行ない第2の絶縁膜11を形
成する。
フォトリソグラフィ技術により、フォトレジスト膜を塗
布しコンタクトホール開口部のみ除去し、希釈ぶつ酸に
浸漬して第2の絶縁膜11の一部をエツチングし、さら
に異方性ドライエツチングにより第2の絶縁膜11、第
1の絶縁膜7及び下層絶縁膜6をエツチングしコンタク
トホール8.9を開口する。
次に第1図(E)に示すように、850’C1N2中で
5分間の熱処理を行ない、コンタクトホールの形状に丸
味をつける。10mo1%のボロン濃度のBPSGであ
る第1の絶縁膜7は、850’C(7)温度ではフロー
性が小さく、一方ボロン濃度13mo1%のBPSGで
ある第2の絶縁膜11は、850℃でもフロー性が良い
ので、第1図(E)のa部分、b部分の双方で下地のパ
ターン形状に影響されることなく−様にコンタクトホー
ル形状が改善できる。
本実施例では、第1の絶縁膜6及び第2の絶縁膜1の双
方ともBPSGを用い、ボロン濃度を変えることにより
、膜の特性温度(軟化温度やフロー温度など)を調整し
たが、絶縁膜としてBPSGを使用しなければならない
必然性はなく、PSGの2層構造あるいはPSGとBP
SGの組み合わせでも同様な効果が得られる。重要なの
は、第2の絶縁膜のフロー温度を第1の絶縁膜のフロー
温度より充分に低く設定し、コンタクトホールのリフロ
ー条件を第2の絶縁膜だけが最適にリフローし、第1の
絶縁膜のリフローは無視できる温度で熱処理を行なう点
である。
次に、第1図(F)に示すように、配線層12を形成す
る。コンタクトホールがオーバーハング形状を有せず、
上方に滑らかに開いた形状をもっているので、段差被覆
性が良好となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、眉間絶縁層の形成におい
て、フロー温度の異なる2種類の材料を用い、下層の第
1の絶縁膜のフロー温度より上層の第2の絶縁膜のフロ
ー温度を低くし、コンタクトホールを開口するエツチン
グの際に、上層の第1の絶縁膜の一部をウェットエツチ
ングにより除去し、残膜を異方性ドライエツチングによ
り除去し、さらに、下層の第2の絶縁膜のフロー温度よ
り低く、かつ上層の第1の絶縁膜のフロー温度より高い
温度でコンタクトホールのリフロー(コンタクトリフロ
ー)を行なうものであるが、下層の第1の絶縁層のフロ
ーにより、すでに平滑化されているため、上層の第2の
絶縁膜の膜厚が−様であり、かつ、コンタクトリフロー
の熱処理の際には、上層の絶縁膜だけリフローされるた
め、コンタクトホールの深さや下地のパターン形状と無
関係に−様な形状のコンタクトホールが得られ、配線層
の段差被覆性が良好となり半導体装置の信頼性が改善さ
れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(F)は、本発明の一実施例を説明する
ための工程順に示す縦断面図、第2図(A)、(B)は
従来技術を説明するための工程順に示す縦断面図である
。 1.21・・・シリコン基板、2.22・・・フィール
ド酸化膜、3,23・・・n層層、4,24・・・n層
、5,25・・・ゲート電極、6,26・・・下層絶縁
膜、7・・・第1の絶縁膜、8,28・・・深いコンタ
クトホール、9,29・・・浅いコンタクトホール、1
0・・・フォトレジスト膜、11・・・第2の絶縁膜、
12・・・配線層、27・・・下層絶縁膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、厚いシリコン酸化膜で互いに分離された能動領域に
    機能素子が形成された半導体基板の一主表面上に、第1
    の絶縁膜を堆積する工程と、第1の絶縁膜のフロー温度
    より高い温度で熱処理する工程と、前記第1の絶縁膜よ
    リフロー温度の低い第2の絶縁膜を堆積する工程と、第
    2の絶縁膜のフロー温度より高い温度で熱処理する工程
    と、フォトリソグラフィ技術を用いて前記第2の絶縁膜
    の一部をウェットエッチングにより除去する工程、前記
    第2の絶縁膜の残膜及び第1の絶縁膜を異方性ドライエ
    ッチングにより除去する工程及び前記第1の絶縁膜のフ
    ロー温度より低くかつ前記第2の絶縁膜のフロー温度よ
    り高い温度で熱処理する工程によりコンタクトホールを
    開口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。 2、第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜は、PSG膜又はB
    PSG膜である請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP33965089A 1989-12-26 1989-12-26 半導体装置の製造方法 Pending JPH03198365A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100333545B1 (ko) * 1998-12-30 2002-06-20 박종섭 반도체장치의 테스트패턴 구조 형성방법

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