JPH0481323B2 - - Google Patents

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JPH0481323B2
JPH0481323B2 JP58055957A JP5595783A JPH0481323B2 JP H0481323 B2 JPH0481323 B2 JP H0481323B2 JP 58055957 A JP58055957 A JP 58055957A JP 5595783 A JP5595783 A JP 5595783A JP H0481323 B2 JPH0481323 B2 JP H0481323B2
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JP
Japan
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insulating film
film
forming
contact hole
spacer
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JP58055957A
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Masaki Sato
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に係わり、特
に電気的接続をとるためのコンタクト孔の形成方
法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an improvement in a method for forming contact holes for establishing electrical connections.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、半導体装置の小形化及び高集積化がはか
られ、所謂集積回路(IC)、大規模集積回路
(LSI)、さらには超LSIが試作開発されるに至つ
ている。半導体装置、特に集積回路の集積密度を
向上させるためには、その回路を構成する素子の
寸法を益々小さくしていく必要がある。このた
め、微細加工技術の進歩にはめざましいものがあ
り、ステツプアンドリピート方式や縮小露光、さ
らには電子線露光方式やX線露光方式等の開発が
進んでいる。
In recent years, semiconductor devices have become smaller and more highly integrated, and so-called integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSIs), and even ultra-LSIs have been prototyped and developed. In order to improve the integration density of semiconductor devices, especially integrated circuits, it is necessary to further reduce the dimensions of the elements constituting the circuits. For this reason, there has been remarkable progress in microfabrication technology, and the development of step-and-repeat methods, reduction exposure methods, electron beam exposure methods, X-ray exposure methods, etc. is progressing.

しかしながら、微細なパターンを正確に形成
し、これを半導体素子構造に置き換えていくこと
は容易ではなく、種々の解決すべき問題が残つて
いる。一例として加工寸法の縮小は、その精度及
び信頼性の点で問題が多く、特に微細な開孔パタ
ーン(コンタクト孔)の形成はその形状からいつ
ても最も困難なものとされている。すなわち、線
幅1〔μm〕程度の溝パターンを解像可能な10:
1縮小投影型露光装置を用いたとしても、 1〔μm〕×1〔μm〕の開孔パターンの解像は実
用上困難であり、特に1回の露光面積を 10〔mm〕×10〔mm〕程度とした場合には露光領域周
辺部における解像度の低下が著しく、実用上使用
可能な開孔パターンは1.5〔μm〕×1.5〔μm〕以
上の寸法のものとなつてしまう。また、たとえ開
孔寸法が1〔μm〕程度のレジストパターンが形
成された場合にあつても、通常の光学的方法では
このパターンをチエツクすることが困難であり、
プロセスのばらつき等をモニタリングすることが
できない。レジストの最小パターンが小さい程こ
の困難さは増大することになり、モニタリングの
ためには解像度及び拡大率の高い走査電子顕微鏡
等が必要であり、モニタリングに要する費用や時
間等が極めて大きなものとなる。
However, it is not easy to accurately form fine patterns and replace them with semiconductor element structures, and various problems remain to be solved. For example, reduction of processing dimensions has many problems in terms of accuracy and reliability, and in particular, formation of fine hole patterns (contact holes) is always considered to be the most difficult due to its shape. In other words, 10: which can resolve a groove pattern with a line width of about 1 [μm]:
Even if a 1-reduction projection type exposure device is used, it is practically difficult to resolve an aperture pattern of 1 [μm] x 1 [μm]. ], the resolution at the periphery of the exposed area will drop significantly, and the aperture pattern that can be used in practice will have dimensions of 1.5 [μm]×1.5 [μm] or more. Furthermore, even if a resist pattern with an opening size of about 1 [μm] is formed, it is difficult to check this pattern using normal optical methods.
It is not possible to monitor process variations, etc. This difficulty increases as the minimum resist pattern becomes smaller, and a scanning electron microscope with high resolution and magnification is required for monitoring, which increases the cost and time required for monitoring. .

また、微細開孔を形成するために通常用いられ
る異方性ドライエツチングによる開孔は開孔上部
が急峻で、開孔寸法が小さくなる程、形成した開
孔内へ配線用金属を被着させることが困難とな
り、開孔内底面や側壁部で膜厚が薄くなり信頼性
が低下する。さらに異方性ドライエツチングを用
いると、ドライエツチング時に被エツチング物が
受けるイオン衝激や、被エツチング物表面等に発
生する静電気等により絶縁膜にトラツプやピンホ
ールが発生する。
In addition, the openings made by anisotropic dry etching, which is usually used to form micro-openings, have a steep upper part of the opening, and the smaller the opening size, the more the wiring metal will adhere to the inside of the formed opening. As a result, the film thickness becomes thinner at the bottom and side walls of the aperture, reducing reliability. Furthermore, when anisotropic dry etching is used, traps and pinholes are generated in the insulating film due to ion bombardment received by the object to be etched during dry etching and static electricity generated on the surface of the object to be etched.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、電極配線の接続に供される微
細なコンタクト孔を信頼性良く形成することがで
き、集積回路の微細化ならびに高集積化に寄与し
得る半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reliably form fine contact holes for connecting electrode wiring, and that can contribute to miniaturization and higher integration of integrated circuits. It is in.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の骨子は、コンタクト孔を形成すべき絶
縁膜上にまずコンタクト孔エツジ部に対して絶縁
膜より後退したスペーサ膜を形成し、このスペー
サ膜と絶縁膜の積層膜に所望のコンタクト孔より
大径の開孔を形成し、この開孔の側壁に新たな絶
縁膜をセルフアラインで形成することにより、上
記開孔を形成する際のパターン寸法に余裕を持た
せると共に、コンタクト孔エツジ部において絶縁
膜表面になだらかなテーパーを持たせることにあ
る。
The gist of the present invention is to first form a spacer film that is recessed from the insulating film toward the edge of the contact hole on the insulating film in which the contact hole is to be formed, and then to form a stacked film of the spacer film and the insulating film so that the desired contact hole is formed. By forming a large-diameter hole and forming a new insulating film on the sidewall of this hole in a self-aligned manner, it is possible to provide a margin for the pattern dimension when forming the hole, and also to create a large diameter hole at the edge of the contact hole. The purpose is to create a gentle taper on the surface of the insulating film.

すなわち本発明は、半導体基板上に設けられた
層間絶縁膜となる第1の絶縁膜に、この絶縁膜下
の基板拡散層または下地電極配線との接続に供さ
れるコンタクト孔を形成するに際し、まず第1の
絶縁膜上にコンタクト孔エツジ部に対して絶縁膜
より後退したスペーサ膜を形成し、次にこのスペ
ーサ膜と第1の絶縁膜の積層膜に所望のコンタク
ト孔より大径の開孔を形成する。次に第2の絶縁
膜で全面をおおい、これにドライエツチングを施
して開孔の側壁にのみ第2の絶縁膜をセルフアラ
インで残置させるようにして、所望の径のコンタ
クト孔を得ると共に、コンタクト孔エツジ部にお
いて絶縁膜表面になだらかなテーパーを持たせる
ようにしたものである。
That is, in the present invention, when forming a contact hole in a first insulating film, which is an interlayer insulating film provided on a semiconductor substrate, to be connected to a substrate diffusion layer or a base electrode wiring under this insulating film, First, a spacer film is formed on the first insulating film so as to be recessed from the insulating film with respect to the edge of the contact hole, and then an opening with a diameter larger than that of the desired contact hole is formed in the laminated film of this spacer film and the first insulating film. form a pore. Next, the entire surface is covered with a second insulating film, and this is dry-etched so that the second insulating film remains only on the side walls of the opening in a self-aligned manner, thereby obtaining a contact hole of a desired diameter. The surface of the insulating film has a gentle taper at the edge of the contact hole.

ここで、前記コンタクト孔の加工精度を向上さ
せるためには、前記開孔の側壁に第2の絶縁膜を
残置せしめる工程をマスク合わせなしにセルフア
ラインされた状態で行うことが重要であり、これ
には第2の絶縁膜を全面に設けたのち、異方性ド
ライエツチング法によりこと絶縁膜を全面エツチ
ングする方法が望ましい。このとき、第2の絶縁
膜の形成工程としては、微細な開孔にもカバーレ
ツジ良く形成できる減圧気相成長法(LPCVD
法)等CVD法が好ましい。さらに、微細な開孔
を精度良く形成するためには、レジストを用いた
フオトリソグラフイ及び異方性ドライエツチング
法等を用いることが望ましい。また、スペーサ膜
は、第一義的には第2の絶縁膜のドライエツチン
グの際のストツパとして用いるので、Al、Cr、
Ti等の金属、金属硅化膜、半導体、絶縁体膜で、
第2の絶縁膜に対する異方性ドライエツチングの
マスクとなるものが好ましく、特に多結晶シリコ
ン膜が好ましい。多結晶シリコン膜を用いた場
合、第1あるいは第2の絶縁膜として用いられる
シリコン酸化膜やシリコン窒化膜に対して異方性
ドライエツチにおける選択比が大きく取れるため
極めて有効であるだけではなく、異方性ドライエ
ツチ時のダメージ層やピンホールの防止に役立
つ。また多結晶シリコンはAl等の金属に比べて
熱的に安定であり高温処理が可能であるためスペ
ーサ膜として有効である。また第2の絶縁膜の形
成に低温での膜形成法、例えばイオンプレーテイ
ング法やプラズマCVD法を用いれば、高温でヒ
ロツクを発生したりSiと反応するため配線形成後
の高温工程を避けなければならないAl配線上の
コンタクト孔形成にも適用することが可能であ
る。
Here, in order to improve the processing accuracy of the contact hole, it is important to perform the step of leaving the second insulating film on the side wall of the hole in a self-aligned state without mask alignment. In this case, it is desirable to provide a second insulating film over the entire surface and then etch the entire surface of the insulating film using an anisotropic dry etching method. At this time, the process of forming the second insulating film uses low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), which can form fine holes with good coverage.
CVD method is preferred. Furthermore, in order to form minute openings with high precision, it is desirable to use photolithography using a resist, an anisotropic dry etching method, or the like. In addition, since the spacer film is primarily used as a stopper during dry etching of the second insulating film, Al, Cr,
With metals such as Ti, metal silicide films, semiconductors, and insulator films,
A material that serves as a mask for anisotropic dry etching of the second insulating film is preferred, and a polycrystalline silicon film is particularly preferred. When a polycrystalline silicon film is used, it is not only extremely effective because it has a large selectivity in anisotropic dry etching with respect to the silicon oxide film or silicon nitride film used as the first or second insulating film. Helps prevent damaged layers and pinholes during directional dry etching. Furthermore, polycrystalline silicon is more thermally stable than metals such as Al and can be treated at high temperatures, so it is effective as a spacer film. Furthermore, if a low-temperature film formation method such as ion plating or plasma CVD is used to form the second insulating film, it is necessary to avoid high-temperature processes after forming the wiring because it will generate hills or react with Si at high temperatures. It can also be applied to the formation of contact holes on Al wiring, which is required.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、コンタクト孔の形成に際し、
パターニングすべき開孔の寸法を所望のコンタク
ト孔径よりも大きくすることができる。つまり、
パターニング技術において開孔しなければならな
い最小寸法を大きくすることができるので、パタ
ーニング限界或いはそれ以下の微細なコンタクト
孔の形成に極めて有効である。しかも、開孔の側
壁に残存せしめる第2の絶縁膜の幅を、マスク合
わせ工程なしに高精度に制御することができるの
で、微細なコンタクト孔を歩留り良く形成するこ
とができる。このため、半導体装置、特に集積回
路の小型化及び高集積化に有効である。また、開
孔を形成するために用いられるレジストパターン
のモニタリングの容易化をはかり得る。例えば、
所望のコンタクト孔径を1〔μm〕×1〔μm〕と
し、開孔側壁に0.3〔μm〕幅で第2の絶縁膜を残
すものとすれば、レジストパターンの開孔寸法は
1.6〔μm〕×1.6〔μm〕でよいことになる。これ
は光学顕微鏡等によつても容易に確認することが
できる寸法である。
According to the present invention, when forming a contact hole,
The size of the opening to be patterned can be made larger than the desired contact hole diameter. In other words,
Since the minimum dimension that must be formed in patterning technology can be increased, it is extremely effective in forming fine contact holes that are at or below the patterning limit. Moreover, since the width of the second insulating film left on the side wall of the opening can be controlled with high precision without a mask alignment process, fine contact holes can be formed with a high yield. Therefore, it is effective for miniaturizing and highly integrating semiconductor devices, especially integrated circuits. Furthermore, monitoring of the resist pattern used to form the openings can be facilitated. for example,
Assuming that the desired contact hole diameter is 1 [μm] x 1 [μm] and a second insulating film with a width of 0.3 [μm] is left on the side wall of the hole, the hole size of the resist pattern is
1.6 [μm] x 1.6 [μm] is sufficient. This is a dimension that can be easily confirmed using an optical microscope or the like.

更に、スペーサ膜を第1の絶縁膜上に形成し異
方性ドライエツチングのマスクとして使用するこ
とにより、第1の絶縁膜がドライエツチング中に
受けるダメージやピンホールの増加が減少する。
また、スペーサ膜の形状をコントロールすること
により、開孔上部のテーパーをさらになだらかに
形成することも可能となる。特に、スペーサ膜を
第1の絶縁膜に設けた開孔より若干大きな開孔を
有するように加工すれば、開孔上部での傾斜が更
に滑らかとなる。
Furthermore, by forming the spacer film on the first insulating film and using it as a mask for anisotropic dry etching, damage to the first insulating film during dry etching and increase in pinholes are reduced.
Furthermore, by controlling the shape of the spacer film, it is also possible to form a more gradual taper at the top of the opening. In particular, if the spacer film is processed to have apertures that are slightly larger than the apertures provided in the first insulating film, the slope at the top of the apertures will be smoother.

また、本発明の方法は、コンタクト開孔のまわ
りにマスク合わせズレ等のために設ける重ね余裕
を減少させることが可能である。このことを、Si
基板上に設けた拡散層配線にコンタクト開孔を形
成する場合を例にとつて具体的に説明する。第1
図に示す様に、一般に拡散層11(線幅DL)上
に寸法のDCのコンタクト孔12を形成するため
には、コンタクト孔12のところで拡散層幅を
SCFだけ両側広げなければならない。ここでSCF
SCF=SM+SPとして表わされるものである。SM
拡散層11とコンタクト孔12間のマスク合わせ
誤差を考えた余裕寸法であり、SPは拡散層11と
コンタクト孔12の加工寸法のバラツキを考えた
余裕寸法である。すなわち、SCFだけ拡散層11
のエツジをコンタクト孔12よりも外側に形成し
ておかないと、SMとSPによる誤差のため、コン
タクト孔12が拡散層11の外側のフイールド絶
縁膜上に重なつてしまいフイールド絶縁膜がコン
タクト孔形成時にエツチング除去されるという不
都合が生じる。第1図では簡単なため、拡散層幅
DLとコンタクト寸法DCを同じ寸法で示した。一
方本発明の方法を用いたときには、第2図に示す
拡散層21のコンタクト22のところで広がり
S′CFはS′CF=S′M+S′P−Tで表わされる。S′Mは拡
散層21とコンタクト孔22間のマスク合わせ誤
差を考えた余裕寸法であり、SPは拡散層21とコ
ンタクト孔22の加工寸法のバラツキを考えた余
裕寸法であり、Tは、開孔部側壁に残存される第
2の絶縁膜の膜厚である。ここでSMとS′M、SP
S′Pはそれぞれほぼ等しいとすると、S′CFはSCF
比べて膜厚T相当分だけ小さくて良いことにな
る。すなわち本発明の方法を用いることにより拡
散層21のコンタクト孔22のまわりでの寸法の
広がりを片側につきTだけ小さくすることが可能
となる。いま説明の簡単化のため、拡散層とコン
タクト孔の組合わせでの余裕寸法について示した
がもちろんゲート電極や第1層目Al配線とコン
タクト孔の場合等配線とコンタクト孔との間には
同様の効果を得ることができる。
Furthermore, the method of the present invention can reduce the overlap margin provided around the contact hole due to mask misalignment or the like. This is Si
A case in which a contact opening is formed in a diffusion layer wiring provided on a substrate will be specifically explained as an example. 1st
As shown in the figure, in general, in order to form a contact hole 12 of dimension D C on a diffusion layer 11 (line width D L ), the width of the diffusion layer is changed at the contact hole 12 .
S CF must be expanded on both sides. Here S CF is
It is expressed as S CF =S M +S P. S M is a margin dimension that takes into account the mask alignment error between the diffusion layer 11 and the contact hole 12 , and S P is a margin dimension that takes into account variations in the processing dimensions of the diffusion layer 11 and the contact hole 12 . In other words, only the diffusion layer 11 in S CF
If the edge of the contact hole 12 is not formed outside the contact hole 12, the error caused by S M and S P will cause the contact hole 12 to overlap the field insulating film outside the diffusion layer 11, causing the field insulating film to deteriorate. This causes the inconvenience that it is removed by etching when forming the contact hole. In Figure 1, the width of the diffusion layer is
D L and contact dimension D C are shown as the same dimensions. On the other hand, when the method of the present invention is used, the diffusion layer 21 spreads at the contact 22 shown in FIG.
S' CF is expressed as S' CF =S' M +S' P -T. S′ M is a margin dimension that takes into account the mask alignment error between the diffusion layer 21 and the contact hole 22, S P is a margin dimension that takes into account the variation in the processing dimensions of the diffusion layer 21 and the contact hole 22, and T is This is the thickness of the second insulating film remaining on the side wall of the opening. Here, S M and S′ M , S P and
Assuming that S'P are approximately equal, S'CF may be smaller than SCF by an amount corresponding to the film thickness T. That is, by using the method of the present invention, it is possible to reduce the dimensional spread of the diffusion layer 21 around the contact hole 22 by T on one side. To simplify the explanation, we have shown the margin dimensions for the combination of the diffusion layer and the contact hole, but of course, the same applies to the case between the gate electrode, the first layer Al wiring, and the contact hole, etc. between the wiring and the contact hole. effect can be obtained.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第3図a〜eは本発明を詳細に説明するための
参考例としてMOS型半導体装置における拡散層
に対するコンタクト孔を形成する製造工程を示す
断面図である。
3A to 3E are cross-sectional views showing a manufacturing process for forming a contact hole for a diffusion layer in a MOS type semiconductor device as a reference example for explaining the present invention in detail.

まず、比抵抗5〜50〔Ωcm〕のP型シリコン基
板31を用意し、この基板31の素子分離領域に
フイールド絶縁膜32を埋め込み形成した後、
MOSFETのゲート電極(図示せず)を形成し、
ついでソース、ドレイン等の拡散層33をイオン
注入法により形成する。この後基板表面を第1の
絶縁、例えばCVDによる1μmのSiO2膜34でお
おい、次いでスペーサ膜として、減圧CVD法に
より1000Åの多結晶シリコン膜35を堆積する
(a)。この後所望の開孔用レジストパターン36を
形成し、このレジストパターン36をマスクとし
て多結晶シリコン膜35をエツチング除去し、次
いで異方性ドライエツチング法によりSiO2膜3
4を選択除去してコンタクト孔を形成する(b)。こ
の際、図示のようにフイールド絶縁膜32が1000
〜3000Å程度オーバエツチングされても良い。次
にレジストパターン36を除去し、基板表面を
O2プラズマ、酸等で処理し洗浄した後、減圧
CVD法により第2の絶縁膜としてSiO2膜37を
形成する(c)。ここでは形成膜厚は3000Åとする
が、この形成膜厚に特に制約はない。次いで基板
全面を異方性ドライエツチングしてSiO2膜37
をエツチング除去し、コンタクト孔の側壁部にの
みSiO2膜37を残置させる(d)。こうしてコンタ
クト孔は、上部の開孔径が底部のそれよい小さく
なるようにテーパが形成される。この後多結晶シ
リコン膜35を除去して、Alの蒸着、パターニ
ングによりn+層33にコンタクトする電極配線
38を形成する(e)。
First, a P-type silicon substrate 31 with a specific resistance of 5 to 50 [Ωcm] is prepared, and a field insulating film 32 is embedded in the element isolation region of this substrate 31.
Form the gate electrode (not shown) of the MOSFET,
Next, diffusion layers 33 such as a source and a drain are formed by ion implantation. After that, the substrate surface is covered with a first insulator, for example, a 1 μm SiO 2 film 34 by CVD, and then a 1000 Å polycrystalline silicon film 35 is deposited as a spacer film by low pressure CVD.
(a). Thereafter, a desired opening resist pattern 36 is formed, the polycrystalline silicon film 35 is etched away using this resist pattern 36 as a mask, and then the SiO 2 film 3 is removed by an anisotropic dry etching method.
4 is selectively removed to form a contact hole (b). At this time, as shown in the figure, the field insulating film 32 is
It may be overetched by about 3000 Å. Next, the resist pattern 36 is removed and the substrate surface is
After treatment and cleaning with O 2 plasma, acid, etc., depressurize
A SiO 2 film 37 is formed as a second insulating film by CVD method (c). Here, the thickness of the formed film is 3000 Å, but there is no particular restriction on the thickness of the formed film. Next, the entire surface of the substrate is anisotropically dry etched to form a SiO 2 film 37.
is removed by etching, leaving the SiO 2 film 37 only on the side wall of the contact hole (d). In this way, the contact hole is tapered such that the opening diameter at the top becomes smaller than that at the bottom. Thereafter, the polycrystalline silicon film 35 is removed, and electrode wiring 38 in contact with the n + layer 33 is formed by vapor deposition and patterning of Al (e).

こうしてこの参考例によれば、側壁にテーパの
付いた微細なコンタクト孔を歩留りよく形成する
ことができる。またこの参考例によれば、スペー
サ膜を設けて第1の絶縁膜をドライエツチングす
ることにより、無用なダメージやピンホールの発
生を確実に防止することができる。
Thus, according to this reference example, a fine contact hole with a taper on the side wall can be formed with a high yield. Further, according to this reference example, by providing a spacer film and dry etching the first insulating film, it is possible to reliably prevent unnecessary damage and pinholes from occurring.

なお、上記参考例では、第2の絶縁膜として
LPCVD法によるSiO2膜を用いたが、これに限ら
れない。例えばプラズマCVD法や光を照射しな
がら被膜の形成を行う光CVD法等を用いること
により、より低温で第2の絶縁膜を形成すること
ができ、高温処理による不都合を避けることがで
きる。これらは特に高温処理に弱いAl配線等の
上にコンタクト孔を形成する場合に特に有効であ
る。またLPCVD法等により第2の絶縁膜を形成
する前に、拡散層表面を酸化させ酸化膜を形成し
た後、第2の絶縁膜を形成することも可能であ
る。
In addition, in the above reference example, as the second insulating film
Although the SiO 2 film produced by the LPCVD method was used, the present invention is not limited to this. For example, by using a plasma CVD method or an optical CVD method in which a film is formed while irradiating light, the second insulating film can be formed at a lower temperature, thereby avoiding the disadvantages caused by high-temperature treatment. These are particularly effective when forming contact holes on Al wiring, etc., which are particularly susceptible to high temperature processing. Furthermore, before forming the second insulating film by LPCVD or the like, it is also possible to oxidize the surface of the diffusion layer to form an oxide film, and then form the second insulating film.

さらに第1の絶縁膜を形成する前に基板表面を
熱窒化させ、拡散層表面と素子分離用絶縁膜表面
に窒化された層を形成しておくことにより、後工
程でのSiO2膜のドライエツチング時のストツパ
ーとして利用することも可能である。さらにスペ
ーサ膜として多結晶シリコン膜の場合を用いて説
明したが、これに限定されるものではなく、Al
やCr等の金属膜等、第2の絶縁膜のエツチング
時のストツパーとなるものならば同様の効果が得
られる。特にスペーサ膜として導体膜を用いる
と、異方性ドライエツチング時の局所的なチヤー
ジアツプ等を防止し、絶縁膜にダメージやピンホ
ールを発生させることが低減されるため好まし
い。
Furthermore, by thermally nitriding the substrate surface before forming the first insulating film and forming a nitrided layer on the surface of the diffusion layer and the element isolation insulating film, drying of the SiO 2 film in the subsequent process is facilitated. It can also be used as a stopper during etching. Furthermore, although the explanation has been made using a polycrystalline silicon film as a spacer film, the invention is not limited to this.
A similar effect can be obtained by using a metal film such as Cr or Cr which acts as a stopper during etching of the second insulating film. In particular, it is preferable to use a conductive film as the spacer film because it prevents local charge-up during anisotropic dry etching and reduces the occurrence of damage and pinholes in the insulating film.

第4図a〜dは本発明の実施例として、参考例
と同様にMOS型半導体装置における拡散層配線
上にコンタクト孔を形成する製造工程を示したも
のである。参考例と対応する部分には参考例と同
一符号を付してある。まず参考例と同様にして、
基板上に第1の絶縁膜としてSiO2膜34、スペ
ーサ膜として多結晶シリコン膜35を形成し、レ
ジストパターン36を形成した後、多結晶シリコ
ン膜35を異方性ドライエツチング法により選択
除去する。次に例えばCF4/O2ガス中の等方性ド
ライエツチングを用いて多結晶シリコン膜35を
0.2μm後退させる。後退寸法はパターンサイズに
より適当に設定することができる。次にSiO2
34を異方性ドライエツチング法を用いて選択的
に除去して所望の開孔寸法よりも大きな開孔を形
成する(a)。そしてレジストパターン36を除去
し、基板表面を洗浄したのち、第2の絶縁膜とし
てLPCVD法によりSiO2膜37を形成する(b)。こ
の際図示のように多結晶シリコン膜35が開孔エ
ツジ部で後退していることにより、形成された
SiO2膜37表面は参考例の場合に比べてさらに
なだらかなテーパーを有す。次に、基板表面を異
方性ドライエツチングし、SiO2膜37,34を
エツチングすることにより、参考例に比べてより
なだらかなテーパーを有したコンタクト開孔が形
成される(c)。この後電極配線38を形成する(d)。
FIGS. 4a to 4d show, as an embodiment of the present invention, a manufacturing process for forming a contact hole on a diffusion layer wiring in a MOS type semiconductor device, similar to the reference example. Portions corresponding to those in the reference example are given the same reference numerals as in the reference example. First, do the same as the reference example,
After forming a SiO 2 film 34 as a first insulating film and a polycrystalline silicon film 35 as a spacer film on the substrate and forming a resist pattern 36, the polycrystalline silicon film 35 is selectively removed by an anisotropic dry etching method. . Next, the polycrystalline silicon film 35 is etched using, for example, isotropic dry etching in CF 4 /O 2 gas.
Retract by 0.2μm. The retreat dimension can be appropriately set depending on the pattern size. Next, the SiO 2 film 34 is selectively removed using an anisotropic dry etching method to form an opening larger than the desired opening size (a). After removing the resist pattern 36 and cleaning the substrate surface, a SiO 2 film 37 is formed as a second insulating film by the LPCVD method (b). At this time, as shown in the figure, the polycrystalline silicon film 35 recedes at the edge of the opening, so that the
The surface of the SiO 2 film 37 has a gentler taper than that of the reference example. Next, the substrate surface is subjected to anisotropic dry etching to etch the SiO 2 films 37 and 34, thereby forming contact openings having a gentler taper than in the reference example (c). After this, electrode wiring 38 is formed (d).

ここで多結晶シリコン膜のエツジを後退させる
方法として異方性ドライエツチングにより多結晶
シリコン膜をエツチングした後等方性ドライエツ
チングによるサイドエツチを利用したが、本発明
は必ずしもこれに限定されるものではない。例え
ば湿式エツチングによりサイドエツチすることも
可能である。また、第1の絶縁膜であるSiO2
34を異方性ドライエツチングした後にこの多結
晶シリコン膜35のエツジを後退させる工程を入
れることも可能である。更にまた多結晶シリコン
膜35のエツチングを異方性ドライエツチングせ
ず等方性エツチングのみで行うことによつても可
能である。
Here, as a method for receding the edges of the polycrystalline silicon film, etching the polycrystalline silicon film by anisotropic dry etching and then side etching by isotropic dry etching was used, but the present invention is not necessarily limited to this. do not have. For example, it is also possible to perform side etching by wet etching. It is also possible to include a step of receding the edge of the polycrystalline silicon film 35 after anisotropic dry etching of the SiO 2 film 34, which is the first insulating film. Furthermore, it is also possible to perform etching of the polycrystalline silicon film 35 only by isotropic etching without anisotropic dry etching.

この実施例によれば、参考例の効果に加えて、
コンタクト孔上部のテーパがよりなだらかになつ
て電極配線の断切れが確実に防止されるという効
果が得られる。またこの実施例では、レジストパ
ターンのエツジよりその下の多結晶シリコン膜エ
ツジを後退させることによつて、微細なレジスト
パターンが確実に形成されているか否かを明瞭に
観察することができるという利点が得られる。
According to this example, in addition to the effects of the reference example,
The taper at the upper part of the contact hole becomes more gentle, thereby reliably preventing disconnection of the electrode wiring. Another advantage of this embodiment is that by receding the edge of the polycrystalline silicon film below the edge of the resist pattern, it is possible to clearly observe whether a fine resist pattern is reliably formed. is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の効果を説明する
ためのコンタクト孔部のパターンを示す図、第3
図a〜eは本発明を詳細に説明するための参考例
の製造工程を示す断面図、第4図a〜dは本発明
の実施例の製造工程を示す断面図である。 31……Si基板、32……フイールド絶縁膜、
33……拡散層、34……SiO2膜(第1の絶縁
膜)、35……多結晶シリコン膜(スペーサ膜)、
36……レジストパターン、37……SiO2
(第2の絶縁膜)、38……電極配線。
1 and 2 are diagrams showing contact hole patterns for explaining the effects of the present invention, and FIG.
Figures a to e are cross-sectional views showing the manufacturing process of a reference example for explaining the present invention in detail, and Figures 4 a to d are cross-sectional views showing the manufacturing process of the embodiment of the present invention. 31...Si substrate, 32...field insulating film,
33... Diffusion layer, 34... SiO 2 film (first insulating film), 35... Polycrystalline silicon film (spacer film),
36...Resist pattern, 37...SiO 2 film (second insulating film), 38... Electrode wiring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体基板上に層間絶縁膜となる第1の絶縁
膜を形成する工程と、この第1の絶縁膜上にこれ
と異なる材料からなるスペーサ膜を形成する工程
と、これらスペーサ膜と第1の絶縁膜の積層膜に
コンタクト孔を形成する工程と、前記第1の絶縁
膜の開孔エツジに対してスペーサ膜の開孔エツジ
を後退させる工程と、この後全面に第2の絶縁膜
を形成する工程と、前記スペーサ膜をマスクにド
ライエツチング法によりエツチングして前記第2
の絶縁膜を除去し前記開孔エツジ部の第1の絶縁
膜を露出させ更に露出した前記第1の絶縁膜及び
第2の絶縁膜をエツチングして前記コンタクト孔
の側壁にのみ第2の絶縁膜をセルフアラインで残
置させると共に露出した前記第1の絶縁膜により
形成された開孔エツジ部をなだらかにする工程
と、この後前記コンタクト孔を介して基板拡散層
又は第1の絶縁膜下に既に形成されている下地電
極配線にコンタクトする電極配線を形成する工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A step of forming a first insulating film to serve as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a spacer film made of a different material on this first insulating film, and a step of forming a spacer film made of a different material from the first insulating film, a step of forming a contact hole in a laminated film of insulating films, a step of retreating the aperture edge of the spacer film with respect to an aperture edge of the first insulating film, and then forming a second insulating film on the entire surface. etching the second layer by dry etching using the spacer film as a mask.
The insulating film is removed to expose the first insulating film at the edge of the opening, and the exposed first insulating film and second insulating film are etched to form a second insulating film only on the side wall of the contact hole. a step of leaving the film in a self-aligned manner and smoothing the exposed edge of the opening formed by the first insulating film; 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming an electrode wiring that contacts an already formed base electrode wiring.
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US4359816A (en) * 1980-07-08 1982-11-23 International Business Machines Corporation Self-aligned metal process for field effect transistor integrated circuits
JPS5772321A (en) * 1980-10-24 1982-05-06 Toshiba Corp Manufacture of seiconductor device
JPS57115861A (en) * 1981-01-10 1982-07-19 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor memory device

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