JPH04208520A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
[00011 [00011
【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、特に半導体基板上に形成された配線に対して自己
整合的なコンタクト孔(以後、セルファラインコンタク
トと記す)を形成する方法に関する。
[0002]
【従来の技術】従来のセルファラインコンタクトの形成
方法は、図15〜図17に示す工程を有している。まず
、図15に示すように、半導体基板201上にLOGO
8酸化膜2O2を形成し、素子分離を行なう。ゲート酸
化膜を形成した後、ポリシリコン膜、酸化膜の2層構造
の膜をフォトレジストをマスクにしてエツチングを行な
い、ゲートポリシリコン203と酸化膜204との2層
構造の配線を形成する。次に、酸化膜サイドウオール2
05を形成し、HTO膜(高温気相成長酸化膜)206
を層間絶縁膜として形成する。次に、図46に示すよう
に、コンタクト孔形成部に、両側の配線にまたがるよう
にすこし大きめのコンタクトパターンをフォトレジスト
208により形成する。次に、図17に示すように、フ
ォトレジスト208をマスクとしてHTO膜206の異
方性エツチングを行ない、コンタクト孔を開口した後、
フォトレジスト208を除去し、セルファラインコンタ
クト211が形成される。
[0003]BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming contact holes (hereinafter referred to as self-line contacts) that are self-aligned with wiring formed on a semiconductor substrate. [0002] A conventional method for forming a self-line contact includes steps shown in FIGS. 15 to 17. First, as shown in FIG.
An oxide film 2O2 is formed to perform element isolation. After forming the gate oxide film, the two-layer structure of the polysilicon film and the oxide film is etched using a photoresist as a mask to form a two-layer wiring structure of the gate polysilicon film 203 and the oxide film 204. Next, oxide film sidewall 2
05 and HTO film (high temperature vapor phase grown oxide film) 206
is formed as an interlayer insulating film. Next, as shown in FIG. 46, a slightly larger contact pattern is formed using photoresist 208 in the contact hole forming area so as to span the wiring on both sides. Next, as shown in FIG. 17, the HTO film 206 is anisotropically etched using the photoresist 208 as a mask to open a contact hole.
Photoresist 208 is removed and self-line contacts 211 are formed. [0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のセルファ
ラインコンタクトの形成方法では、配線間の段差がその
まま残る。コンタクト孔形成後その上に上層配線などを
形成する場合、この大きな段差のためにフォトレジスト
によるバターニングおよびエツチングが困難になるとい
う問題点があった。
[0004]SUMMARY OF THE INVENTION In the above-described conventional method of forming self-line contacts, the level differences between the wirings remain as they are. When forming an upper layer wiring or the like thereon after forming a contact hole, there is a problem in that patterning and etching using photoresist are difficult due to this large step. [0004]
【課題を解決するための手段】本発明のセルファライン
コンタクトの形成方法は、酸化膜サイドウオールを具備
する配線上に絶縁膜を形成する工程と、その上に配線間
の凹部が完全に埋まるまでポリシリコン膜を形成してそ
れに燐を拡散する工程と、フォトレジストをマスクとし
てポリシリコン膜の準異方性エツチングを行ないコンタ
クト孔形成部にポリシリコン膜の柱状パターンを形成す
る工程と、その上にBPSG膜を形成してこれを平坦化
する工程と、柱状パターンのポリシリコン膜を等方性エ
ツチングにより除去する工程と、さらにBPSG膜をマ
スクとした酸化膜のエッチバックを行ないセルファライ
ンコンタクトを形成する工程と、を有している。以上の
工程を行なうことにより、配線間の段差部はBPSG膜
により完全に埋められた状態でセルファラインコンタク
トを形成できる。
[0005][Means for Solving the Problems] The method for forming a self-line contact of the present invention includes the steps of forming an insulating film on wirings having oxide film sidewalls, and then forming an insulating film on the wirings until the recesses between the wirings are completely filled. A process of forming a polysilicon film and diffusing phosphorus into it, a process of performing quasi-anisotropic etching of the polysilicon film using a photoresist as a mask to form a columnar pattern of the polysilicon film in the contact hole formation area, and then A process of forming a BPSG film and planarizing it, a process of removing the columnar patterned polysilicon film by isotropic etching, and then etching back the oxide film using the BPSG film as a mask to form a self-line contact. and a step of forming. By performing the above steps, a self-line contact can be formed in a state where the stepped portion between the interconnects is completely filled with the BPSG film. [0005]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図1〜図7は本発明の第1の実施例を説明するための
半導体装置の製造工程順の断面図である。
[0006]まず、図1において、半導体基板101上
にLOCO3酸化膜1O2を形成し、素子分離領域を形
成する。次に、ゲート酸化膜を形成した後、ゲートポリ
シリコン103と酸化膜104の2層構造のゲート電極
を形成する。このとき、ゲートポリシリコン103の膜
厚は300 nm程度、酸化膜104の膜厚は300
nm程度である。ゲート電極はフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとしてRIEによる異方性エツチングを行
なった。酸化膜104に対するエツチング条件は、CF
420SCCm、RFパワー1000W、圧力10Pa
である。一方、ゲートポリシリコン103に対するエツ
チング条件は、CCl2 F2 /N2 =30se
cm/10105e、、RFパワー700W、圧力18
Paである。次に、フォトレジストを除去した後、HT
O膜を形成してエッチバックを行ない、酸化膜サイドウ
オール105を形成する。続いて、さらにHTOIII
06を約150nm形成する。
[0007]この上に、図2に示すように、ポリシリコ
ン膜107を600nm程度形成し、これに燐を拡散し
てρ3=16オーム/スクエアーとした。
[0008]次に、フォトレジスト108により、コン
タクト形成部を十分覆い7両側のゲート電極とオーバー
ラツプするようなコンタクトパターンを形成する。再び
RIEを用いて準異方性エツチングを行ない、ゲート電
極間の段差部にポリシリコンの残りが無いようすること
により、図3に示すようなポリシリコン膜の柱状パター
ンを形成する。このときのエツチング条件は、以下のと
うりである。まず、CCl2 F2 /N2 =
30sc cm/ 10 s c cm、 RFパワ
ー700 W、圧力18Paの条件で異方性エツチング
を行なう。続いて、SF6 /CCl2 F2=5
0sc、cm/10105c。
RFパワー40QW、圧力12Paの条件の準異方性エ
ツチングを追加する。
[0009]フオトレジスト108を除去した後、図4
に示すように、BPSG膜109を約1μm形成し、9
00℃ 30分のりフローを行ない、表面を平坦化する
。次に、図5に示すように、BPSG膜109をエッチ
バックしてポリシリコン膜107の上部がBPSG膜1
0膜上09上ようにする。次に、図6において、ポリシ
リコン膜107を等方性エツチングにより除去する。
次に、酸化膜のエッチバックをすることにより、BPS
G膜109をマスクとして、図7に示すセルファライン
コンタクト111が形成される。
[00101図8〜図14は本発明の第2の実施例を説
明するための半導体装置の製造工程順の断面図である。
図8〜図10の製造方法は本発明の第1の実施例におけ
る図1〜図3の製造方法と同じである。
[00111本実施例では、図11において、BPSG
膜109を形成し、リフローした後、さらに塗布絶縁膜
110を形成して半導体装置表面を完全に平坦化する。
その後の図12〜図14に示す工程(第1の実施例の図
5〜図7で説明した工程と同じ工程)を経てセルファラ
インコンタクト111が形成される。
[00123本実施例では、エッチバック後のBPSG
膜表面の平坦性がさらに良好になるため、ゲート電極上
に配線などを形成する場合、リソグラフィー、エツチン
グがより容易になるという利点がある。
[0013]DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. 1 to 7 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device for explaining a first embodiment of the present invention. [0006] First, in FIG. 1, a LOCO3 oxide film 1O2 is formed on a semiconductor substrate 101 to form an element isolation region. Next, after forming a gate oxide film, a gate electrode having a two-layer structure of gate polysilicon 103 and oxide film 104 is formed. At this time, the film thickness of the gate polysilicon 103 is about 300 nm, and the film thickness of the oxide film 104 is about 300 nm.
It is about nm. The gate electrode was anisotropically etched by RIE using a photoresist (not shown) as a mask. The etching conditions for the oxide film 104 are CF
420SCCm, RF power 1000W, pressure 10Pa
It is. On the other hand, the etching conditions for gate polysilicon 103 are CCl2 F2 /N2 = 30se
cm/10105e, RF power 700W, pressure 18
It is Pa. Next, after removing the photoresist, the HT
An O film is formed and etched back to form an oxide film sidewall 105. Next, HTOIII
06 to a thickness of about 150 nm. [0007] On this, as shown in FIG. 2, a polysilicon film 107 of about 600 nm was formed, and phosphorus was diffused into this to give ρ3=16 ohms/square. [0008] Next, a contact pattern is formed using a photoresist 108 so as to sufficiently cover the contact forming portion and overlap the gate electrodes on both sides of the contact pattern. Quasi-anisotropic etching is again performed using RIE so that there is no remaining polysilicon in the stepped portion between the gate electrodes, thereby forming a columnar pattern of polysilicon film as shown in FIG. The etching conditions at this time are as follows. First, CCl2 F2 /N2 =
Anisotropic etching is performed under the conditions of 30 sc cm/10 sc cm, RF power of 700 W, and pressure of 18 Pa. Subsequently, SF6 /CCl2 F2=5
0sc, cm/10105c. Quasi-anisotropic etching under the conditions of RF power 40QW and pressure 12Pa is added. [0009] After removing the photoresist 108, FIG.
As shown in FIG.
00°C for 30 minutes to flatten the surface. Next, as shown in FIG. 5, the BPSG film 109 is etched back so that the upper part of the polysilicon film 107 is
Make it so that it is on the 0 film and on the 09 film. Next, in FIG. 6, polysilicon film 107 is removed by isotropic etching. Next, by etching back the oxide film, the BPS
Using the G film 109 as a mask, a self-line contact 111 shown in FIG. 7 is formed. [00101 FIGS. 8 to 14 are cross-sectional views in order of manufacturing steps of a semiconductor device for explaining a second embodiment of the present invention. The manufacturing method shown in FIGS. 8 to 10 is the same as the manufacturing method shown in FIGS. 1 to 3 in the first embodiment of the present invention. [00111 In this embodiment, in FIG.
After the film 109 is formed and reflowed, a coated insulating film 110 is further formed to completely planarize the surface of the semiconductor device. The self-line contact 111 is formed through the subsequent steps shown in FIGS. 12 to 14 (same steps as those described in FIGS. 5 to 7 of the first embodiment). [00123 In this example, BPSG after etchback
Since the flatness of the film surface is further improved, there is an advantage that lithography and etching become easier when forming wiring or the like on the gate electrode. [0013]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、配線間の
段差部分をBPSG膜で完全に埋めこみ、かつ、配線に
対するセルファラインコンタクトを形成することができ
る。このため、コンタクト孔以外のところは全てほぼ平
坦になり、2層目以降の配線形成時のリソグラフィーお
よびエツチングが極めて容易に行なえるという効果を有
する。As described above, according to the present invention, it is possible to completely fill the stepped portion between wirings with a BPSG film and form a self-line contact to the wirings. Therefore, the area other than the contact hole becomes substantially flat, which has the effect that lithography and etching when forming the second and subsequent layers of wiring can be performed extremely easily.
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an intermediate process for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an intermediate process for explaining the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an intermediate process for explaining the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an intermediate process for explaining the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an intermediate process for explaining the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of an intermediate process for explaining the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施例を説明するための最終工
程の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of the final step for explaining the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of an intermediate step for explaining a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施例を説明するための途中工
程の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of an intermediate process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例を説明するための途中
工程の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an intermediate process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施例を説明するための途中
工程の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of an intermediate process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第2の実施例を説明するための途中
工程の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of an intermediate process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第2の実施例を説明するための途中
工程の断面図である。FIG. 13 is a sectional view of an intermediate process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施例を説明するための最終
工程の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of the final step for explaining the second embodiment of the present invention.
【図15】従来の技術を説明するための途中工程の断面
図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of an intermediate process for explaining a conventional technique.
【図16】従来の技術を説明するための途中工程の断面
図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of an intermediate process for explaining a conventional technique.
【図17】従来の技術を説明するための最終工程の断面
図である。FIG. 17 is a cross-sectional view of the final process for explaining the conventional technique.
101 201 半導体基板
102 2O2LOCO3酸化膜
103 203 ゲートポリシリコン104 20
4 酸化膜
105 205 酸化膜サイドウオール106 2
06 HTO膜
107 ポリシリコン膜
108.208 フォトレジスト
109 8PSG膜
110 塗布絶縁膜101 201 Semiconductor substrate 102 2O2LOCO3 oxide film 103 203 Gate polysilicon 104 20
4 Oxide film 105 205 Oxide film side wall 106 2
06 HTO film 107 Polysilicon film 108.208 Photoresist 109 8PSG film 110 Coated insulating film
Claims (2)
己整合的なコンタクト孔を形成する工程において、CV
D法により前記配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、前
記絶縁膜上に、前記配線間の凹部が完全に埋まるまでポ
リシリコン膜を形成し、前記ポリシリコン膜に燐を拡散
する工程と、フォトレジストをマスクとして、前記ポリ
シリコン膜に対して準異方性エッチングを行ない、コン
タクト孔形成部に前記ポリシリコン膜の柱状パターンを
形成する工程と、CVD法により、柱状パターンの前記
ポリシリコン膜を覆うBPSG膜を形成し、前記BPS
G膜をリフローにより平坦化する工程と、前記BPSG
膜をエッチバックして、柱状パターンの前記ポリシリコ
ン膜の上部を露出させる工程と、柱状パターンの前記ポ
リシリコン膜を等方性エッチングにより除去する工程と
、エッチバックを行ない前記半導体基板上に前記コンタ
クト孔を形成する工程と、を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。1. In the step of forming a self-aligned contact hole with respect to wiring formed on a semiconductor substrate, CV
forming an insulating film covering the wiring by method D; forming a polysilicon film on the insulating film until the recesses between the wirings are completely filled; and diffusing phosphorus into the polysilicon film; A step of performing quasi-anisotropic etching on the polysilicon film using a photoresist as a mask to form a columnar pattern of the polysilicon film in the contact hole formation area, and a step of etching the polysilicon film in the columnar pattern using a CVD method. A BPSG film is formed to cover the BPS.
A step of flattening the G film by reflow, and
A step of etching back the film to expose the upper part of the polysilicon film in the columnar pattern, a step of removing the polysilicon film in the columnar pattern by isotropic etching, and performing the etchback to expose the upper part of the polysilicon film on the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a contact hole.
、さらに塗布絶縁膜を形成する工程を有することを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of forming a coated insulating film after forming and reflowing the BPSG film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40015190A JPH04208520A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40015190A JPH04208520A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04208520A true JPH04208520A (en) | 1992-07-30 |
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JP40015190A Pending JPH04208520A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04208520A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100420413B1 (en) * | 2000-06-30 | 2004-03-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Manufacturing method for semiconductor device |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP40015190A patent/JPH04208520A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100420413B1 (en) * | 2000-06-30 | 2004-03-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Manufacturing method for semiconductor device |
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