JPH04280454A - 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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JPH04280454A
JPH04280454A JP4339091A JP4339091A JPH04280454A JP H04280454 A JPH04280454 A JP H04280454A JP 4339091 A JP4339091 A JP 4339091A JP 4339091 A JP4339091 A JP 4339091A JP H04280454 A JPH04280454 A JP H04280454A
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JP
Japan
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insulating film
film
flattening
sio2
insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP4339091A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Tateishi
立石 正博
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を形成する
ことによって生ずる段差を緩和するために用いられる平
坦化絶縁膜による悪影響を受けないようにしたコンタク
ト孔を有する半導体装置およびその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のコンタクト孔形成技術により形成
された半導体装置のコンタクト孔部の断面図を図3に示
してあり、1は半導体素子が形成されたシリコン基板、
2はSiO2絶縁膜、3は半導体素子の段差を緩和して
平坦化を図るための平坦化絶縁膜、4はPSG絶縁膜、
5,5′はコンタクト孔、7は例えばアルミ−シリコン
合金などからなる導電性膜であり、9は上記の平坦化を
図るための絶縁膜3と導電性膜7との接触によって変質
したこの導電性膜7の変質部分を示している。
【0003】なお、図3図示の従来の半導体装置を製造
する1つの方法としては、半導体素子の形成されたシリ
コン基板1上にSiO2絶縁膜2を堆積し、この絶縁膜
2上に平坦化を図るための平坦化絶縁膜3を形成して熱
処理を行った後、この平坦化絶縁膜3をエッチバックし
、その後、PSG絶縁膜4を形成し、この絶縁膜4上に
フォトリソグラフ工程によりレジスト膜をマスクとして
形成し、このレジスト膜をマスクとして上記絶縁膜2,
3,4を連続してエッチングすることによってコンタク
ト孔5,5′を形成するとともにラウンドエッチングを
施し、次いで、このレジスト膜を除去してからアルミ−
シリコン合金などからなる導電性膜7を堆積してから下
層との接触を改善するための熱処理を行なう。
【0004】しかしながら、上記のような平坦化を図る
ための平坦化絶縁膜3として、段差を軽減するのに効果
的なスピンコーティングによって形成されるSOG(s
pin onglass) 膜を用いた場合、形成され
た平坦化絶縁膜は例えば水分が発生するなどの不安定な
性質を持つことが多く、これによって、この絶縁膜3と
上記導電性膜7とが直接接触するコンタクト孔5におい
てはこの導電性膜7の一部を変質部9として示したよう
に変質させてしまい、導電接続が不良になることがあっ
た。
【0005】なお、上記のSOG膜を形成するための滴
下材料としては、例えばシリカフィルムやメトキシ系の
シラノールなどをエタノールなどのアルコール溶媒に溶
かしたものが用いられる。
【0006】このため、平坦化の効果は小さいものの前
記導電性膜の変質を誘発しない、例えばボロン4wt%
 、リン4wt% を含有するボロン含有リンガラスの
ような中低濃度の不純物を含有したPSG膜を前記平坦
化絶縁膜3として使用するとともに、例えば850℃以
上の熱処理工程によりリフローを行うことによって半導
体素子の平坦化を進行させるという方法も用いられてい
た。
【0007】しかしながら、半導体装置の微細化に伴う
半導体装置の段差比率(アスペクト比)の増加によって
より高い平坦化効果が前記平坦化絶縁膜3に要求される
ことになると、上記のような中低濃度の不純物を含有し
たPSG膜などの絶縁膜の材質、濃度を変えることなく
上述の平坦化の要求に応えるためには、熱処理温度をさ
らに上げたり熱処理時間を長くしたりする必要があるが
、半導体装置の微細化の際にシリコン基板内の不純物分
布の浅薄化を保つために要求される半導体装置製造工程
の低温化を妨げるという重大な欠点を持っている。
【0008】これらの問題は、低温の熱処理によっても
より高い平坦化効果を持つSOG膜や高濃度の不純物を
含有したPSG膜を平坦化絶縁膜として使用することに
よって回避することができるが、このような平坦化絶縁
膜に適した材料は前述のように導電性膜7を変質させる
性質を有するものが多い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水分が発生
するなどの不安定な性質があるにしても、低温の熱処理
でも平坦化効果が大きい材料からなる膜、例えばSOG
膜や高濃度の不純物を含有したPSG膜などを平坦化絶
縁膜材料として使用し得るようにすることを目的とする
ものである。
【0010】これによって、微細化された半導体装置を
製造する際に要求される例えば800℃以下の低温の熱
処理によって高い平坦化を行なうことができるようにな
り、半導体装置を高い歩留まりで得ることができるよう
になる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明においては、半導
体装置のコンタクト孔側壁に絶縁膜の異方性エッチング
により生じる絶縁膜の残渣壁を残すようにした。
【0012】また、このような半導体装置を製造するた
めに、半導体素子と絶縁層とが形成された半導体基板上
に平坦化絶縁膜を堆積する工程と、この平坦化絶縁膜お
よび上記絶縁層にコンタクト孔を開口する工程と、この
コンタクト孔が開口された半導体基板全面に絶縁膜を堆
積する工程と、コンタクト孔側壁のみに絶縁膜を残すよ
うにこの絶縁膜を異方性エッチングする異方性エッチン
グ工程とを含ませるようにした。
【0013】なお、本願の明細書において、「半導体基
板」とは、シリコン基盤などの半導体基盤に半導体素子
を形成した状態、あるいは、半導体素子が形成された半
導体基板上に絶縁膜などを堆積した状態などの、製造過
程の状態ある半導体装置をいう。
【0014】
【作用】図1は本発明による半導体装置の実施例を断面
図として示すもので、図3に示した従来例の構成要素と
対応する構成要素には図3と同一の符号を付してあり、
1は半導体素子の形成された半導体基板、2は例えばS
iO2絶縁膜である絶縁膜、3は半導体素子の段差を緩
和して平坦化を図るための平坦化絶縁膜、4は例えばP
SG絶縁膜などの絶縁膜、5,5′はコンタクト孔、7
は例えばアルミ−シリコン合金などからなる導電性膜で
あり、6,6′は本発明によって絶縁膜の異方性エッチ
ングによりコンタクト孔側壁に残した絶縁膜の残渣壁で
ある。
【0015】この図1から明らかなように、本発明によ
る半導体装置においては、コンタクト孔5,5′の側壁
に形成されたPSG絶縁膜のSiO2残渣壁6,6′が
SOG膜などの平坦化絶縁膜3と導電性膜5,5′との
接触を防いでいる。
【0016】したがって、導電性膜7を変質させるよう
な性質を有する例えばSOG膜のような絶縁膜を平坦化
絶縁膜3として用いても導電性膜が変質することが防止
されるとともに、この絶縁膜の残渣壁6,6′によって
ラウンドエッチングを行わないでもコンタクト孔のテー
パー角が緩和されることから、導電接続の不良を減らし
、半導体装置の歩留まりを高めることができる。
【0017】また、本発明による半導体装置の製造方法
によれば、低温・短時間の処理でも平坦化能力の優れた
SOGや高濃度の不純物を含有したSiO2を絶縁膜に
用いることができるため、製造工程の低温化が実現でき
、半導体デバイスの浅薄化、ひいては半導体素子の微細
化が達成できとともに、絶縁膜の表面を平坦化するため
のエッチバックやコンタクト孔のテーパー角を緩和する
ためのラウンドエッチング等の工程が不必要になるので
半導体装置の製造工程を著しく削減することが出来る。
【0018】なお、コンタクト孔側壁のみに絶縁膜を残
すようにこの絶縁膜を異方性エッチングするためには、
堆積した絶縁膜の厚さに相当する厚さだけ異方性エッチ
ングを行うことによって達成することができる。
【0019】
【実施例】図2は本発明による半導体装置の製造工程の
実施例を示すもので、同図(A) に示すように、半導
体素子が形成されたシリコン基板1上に 2,000Å
厚さのSiO2膜を絶縁膜2としてプラズマCVD法に
より堆積し、この絶縁膜2上にスピンコーテイングによ
って有機SOG膜を平坦化絶縁膜3として 5,000
Å塗布し、窒素雰囲気下420℃にて熱処理する。この
工程が終了したときには、平坦化絶縁膜3上にはシリコ
ン基板1上の段差によって凹部8が生成されている。
【0020】次に、同図(B) に示すように、この平
坦化絶縁膜3上にリン濃度4wt% のPSG膜を絶縁
膜4として常圧CVD法により 2,000Åの厚さま
で同図(B) に示すように堆積する。
【0021】次いで、この絶縁膜4上にフォトリソ工程
によりマスクとなるレジスト膜を形成した後、前記絶縁
膜2,3,4を連続してエッチングすることによってコ
ンタクト孔5,5′を形成し、このレジスト膜を除去後
、プラズマCVDによってSiO2膜を絶縁膜6として
同図(C) に示すように、 2,000Åの厚みに堆
積する。
【0022】次に、本発明の特徴である絶縁膜6の残渣
壁6′を形成する工程として、異方性エッチングにより
上記絶縁膜6をその堆積した厚みと等しい 2,000
Å厚みをエッチングして、同図(D) に示すように、
前記コンタクト孔5の側壁に絶縁膜6の残渣壁6′を形
成させる。
【0023】その後、アルミ−シリコン合金膜をスパッ
タ法にて 6,000Å堆積して図1の導電性膜7に相
当する導電性膜を形成し、熱処理を行なうことによりこ
の導電性膜を図1に示したように下層のシリコン基板1
、絶縁膜4などと密接させた後、この導電性膜上にフォ
トリソ工程によりレジスト膜を形成してからこの膜をマ
スクにして導電性膜7をエッチングして所要の配線層を
形成した後にこのレジスト膜を除去することにより半導
体装置を形成する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置においては、コンタクト孔側壁にPSG絶縁膜の
SiO2残渣壁を形成することにより、導電性膜を変質
させる平坦化能力の優れた例えばSOG膜のような絶縁
膜と導電性膜とがこのSiO2残渣壁によって隔てられ
て直接接触することがないのでこの導電性膜の変質が防
止され、さらに、ラウンドエッチングを行わないでもコ
ンタクト孔のテーパー角を緩和できることと相俟つて、
導電接続の不良を減らし、半導体装置の歩留まりを高め
ることができるという格別の効果が達成される。
【0025】また、本発明による半導体装置の製造方法
によれば、低温・短時間の処理でも平坦化能力の優れた
SOGや高濃度の不純物を含有したSiO2を絶縁膜に
用いることができるため、製造工程の低温化が実現でき
、半導体デバイスの浅薄化、ひいては微細化が達成でき
とともに、絶縁膜の表面を平坦化するためのエッチバッ
クやコンタクト孔のテーパー角を緩和するためのラウン
ドエッチング等の工程が不必要になるので、半導体装置
の製造工程を削減できるという格別の効果が達成される
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の実施例を示す断面図
である。
【図2】本発明の製造方法の実施例を示す断面図である
【図3】従来の半導体装置を示す断面図である。 1        半導体基板、 2        SiO2絶縁膜などの絶縁膜、3 
       平坦化絶縁膜、 4        PSG絶縁膜などの絶縁膜、5,5
′  コンタクト孔、 6        SiO2絶縁膜などの絶縁膜、6′
      絶縁膜の残渣壁 7        導電性膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体装置のコンタクト孔側壁に絶縁
    膜の異方性エッチングにより生じる絶縁膜の残渣壁を残
    すようにしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  半導体素子と絶縁層とが形成された半
    導体基板上に平坦化絶縁膜を堆積する工程と、この平坦
    化絶縁膜および上記絶縁層にコンタクト孔を開口する工
    程と、このコンタクト孔が開口された半導体基板全面に
    絶縁膜を堆積する工程と、コンタクト孔側壁のみに絶縁
    膜を残すようにこの絶縁膜を異方性エッチングする異方
    性エッチング工程とを含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
JP4339091A 1991-03-08 1991-03-08 半導体装置の製造方法 Pending JPH04280454A (ja)

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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19971007