JPH0574955A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH0574955A
JPH0574955A JP23129991A JP23129991A JPH0574955A JP H0574955 A JPH0574955 A JP H0574955A JP 23129991 A JP23129991 A JP 23129991A JP 23129991 A JP23129991 A JP 23129991A JP H0574955 A JPH0574955 A JP H0574955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
contact
contact opening
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23129991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuji Yamagata
保司 山縣
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP23129991A priority Critical patent/JPH0574955A/en
Publication of JPH0574955A publication Critical patent/JPH0574955A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a method for filling a conductor such as a tungsten film in contact holes having different depths and opened in a flattened insulating film without excess and insufficiency. CONSTITUTION:A method for manufacturing a semiconductor device comprises the steps of forming a flattened insulating film 8, opening the deepest contact hole 10, filling the contact hole 10 with a conductor such as a tungsten film 12 to a depth of a contact hole 14 to be formed next to the deepest, opening the contact hole 14, and filling the holes 10, 14 with the conductor such as tungsten 16. The same steps as these steps are repeated in the degree corresponding to the difference of the holes. When the step of opening the shallowest contact hole is finished, the step of filling metal in all the contact holes so as to become substantially the same surface or uneven state on the surface of the film 8 is conducted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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、特にコンタクト用開孔部とコンタクト用開孔部内
の導体の製造方法に関する。
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 manufacturing a contact opening and a conductor in the contact opening.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、MOS ICの高集積化により、
コンタクト用開孔部の大きさ、配線幅などが縮小されて
きている。それに伴い配線の信頼性、例えば、コンタク
ト段部におけるアルミニウム配線の断線などが問題とな
っている。
2. Description of the Related Art In recent years, due to high integration of MOS ICs,
The size of the contact opening and the wiring width have been reduced. Along with this, reliability of wiring, for example, disconnection of aluminum wiring in the contact step portion becomes a problem.

【0003】図9(a)〜(c)は、従来の半導体装置
の製造方法の一例を説明するための工程順に示した半導
体装置の断面図である。
9A to 9C are cross-sectional views of a semiconductor device shown in the order of steps for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【0004】図9(a)に示すように、半導体素子の電
極や配線などがある素子領域51が形成されている半導
体基板52上に層間絶縁膜53を形成し、写真蝕刻法に
より素子領域51上の層間絶縁膜53にコンタクト用開
孔部54を形成する。
As shown in FIG. 9A, an interlayer insulating film 53 is formed on a semiconductor substrate 52 on which an element region 51 having electrodes and wirings of a semiconductor element is formed, and the element region 51 is formed by photolithography. A contact opening 54 is formed in the upper interlayer insulating film 53.

【0005】次に、図9(b)に示すように配線用のア
ルミニウム膜55をスパッタ法により被着する。
Next, as shown in FIG. 9B, an aluminum film 55 for wiring is deposited by sputtering.

【0006】次に、図9(c)に示すように、アルミニ
ウム膜55をパターニングしてアルミニウム配線を形成
し、半導体装置を形成していた。ところが、上述した従
来の半導体装置の製造方法は、ICの集積度が向上し、
コンタクト用開孔部の直径が小さくなり、開孔部の(深
さ/直径)であるアスペクト比が大きくなると、アルミ
ニウム配線が開孔部54の縁で断線しやすくなる欠点が
ある。これを解決する手段として、金属膜、特にタング
ステン膜の選択成長により、アスペクト比が大きいコン
タクト用開孔部を埋め込む方法が知られている。
Next, as shown in FIG. 9C, the aluminum film 55 is patterned to form an aluminum wiring to form a semiconductor device. However, the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device improves the degree of integration of ICs,
When the diameter of the opening for contact becomes small and the aspect ratio (depth / diameter) of the opening becomes large, there is a drawback that the aluminum wiring is easily broken at the edge of the opening 54. As a means for solving this, there is known a method of filling a contact opening having a large aspect ratio by selectively growing a metal film, particularly a tungsten film.

【0007】これについて、図10(a),(b)を用
いて説明する。
This will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).

【0008】図10(a)に示すように、素子領域61
上の層間絶縁膜63に異方性のエッチングによりコンタ
クト用開孔部64を形成し、次いで、コンタクト用開孔
部で露出している半導体基板上に、タングステン膜66
を選択的に成長させ、コンタクト用開孔部64をタング
ステン膜66で埋め込む。次に、図10(b)に示すよ
うにアルミニウム膜67をスパッタ法により被着し、こ
れをパターニングして、アルミニウム配線を形成する。
この方法を使えばコンタクト用開孔部64内の上面は平
坦に近くなり、コンタクト用開孔部64の縁の段部にお
けるアルミニウム配線の断線を防止することができる。
As shown in FIG. 10A, the element region 61
A contact opening portion 64 is formed in the upper interlayer insulating film 63 by anisotropic etching, and then a tungsten film 66 is formed on the semiconductor substrate exposed in the contact opening portion.
Are selectively grown to fill the contact opening portion 64 with the tungsten film 66. Next, as shown in FIG. 10B, an aluminum film 67 is deposited by the sputtering method and patterned to form an aluminum wiring.
If this method is used, the upper surface in the contact opening portion 64 becomes nearly flat, and it is possible to prevent disconnection of the aluminum wiring in the step portion at the edge of the contact opening portion 64.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法では、深さの異なるコンタクト用開孔部の段を同時に
良好に埋め込むことができないという欠点がある。これ
について、図11(a),(b)を用いて説明する。
The conventional manufacturing method described above has a drawback in that it is not possible to simultaneously satisfactorily fill the steps of the contact opening portions having different depths. This will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b).

【0010】図11(a),(b)は、深さの異なるコ
ンタクト用開孔部を有する半導体装置の製造工程の一部
を示す断面図である。図11(a)に示すように、半導
体基板71上に、フィールド絶縁膜72,ゲート絶縁膜
73,拡散層74が形成されている。フィールド絶縁膜
72上には、多結晶シリコン層75が形成されている。
それらの上には、平坦化された層間絶縁膜76が形成さ
れ、多結晶シリコン層75或いは拡散層74に到達する
コンタクト用開孔部77,78がそれぞれ形成されてい
る。ここで図面から明らかなように、コンタクト用開孔
部77とコンタクト用開孔部78とでは、コンタクト用
開孔部の段の深さが異なる。実際の半導体装置では、こ
のような深さの異なるコンタクト用開孔部の段が多数存
在する。ここで、コンタクト用開孔部77内で層間絶縁
膜76の表面までタングステン膜79を選択成長する
と、コンタクト孔77は完全に埋め込まれるが、コンタ
クト用開孔部78は一部しか埋め込まれない。この状態
で次に、配線用アルミニウム膜80を形成すると、図1
0(b)に示すように、コンタクト用開孔部78で層間
絶縁膜76の表面のアルミニウム膜80とタングステン
膜79とが接続できずアルミニウム膜80の段切れが生
じる。アルミニウム配線の段切れを防ぐ方法としては図
12のようなコンタクト用開孔部の縁を等方性エッチン
グで丸くすることが知られているが、そうするとコンタ
クト段の浅い部位ではコンタクト用開孔部の大きさが横
に広がってしまい、所定の部位よりはみ出してしまうと
いう不都合が生じる。図12中点線で示すように、コン
タクト段の浅い所でもコンタクト用開孔部を広がらない
ように等方性エッチング量を抑えると、コンタクト段の
深い所では、高い垂直段が残ってしまいこれをタングス
テン膜で十分埋めることができず、良好はアルミ配線の
カバレッジを得ることは困難となる。以下、具体的な数
値をあげて説明する。
FIGS. 11A and 11B are sectional views showing a part of the manufacturing process of a semiconductor device having contact openings having different depths. As shown in FIG. 11A, a field insulating film 72, a gate insulating film 73, and a diffusion layer 74 are formed on the semiconductor substrate 71. A polycrystalline silicon layer 75 is formed on the field insulating film 72.
A flattened interlayer insulating film 76 is formed on them, and contact openings 77 and 78 reaching the polycrystalline silicon layer 75 or the diffusion layer 74 are formed, respectively. Here, as is clear from the drawings, the contact hole portion 77 and the contact hole portion 78 have different step depths of the contact hole portion. In an actual semiconductor device, there are many steps of such contact opening portions having different depths. Here, when the tungsten film 79 is selectively grown to the surface of the interlayer insulating film 76 in the contact opening portion 77, the contact hole 77 is completely filled, but the contact opening portion 78 is only partially filled. Next, when the aluminum film 80 for wiring is formed in this state, as shown in FIG.
As shown in FIG. 0 (b), the aluminum film 80 on the surface of the interlayer insulating film 76 and the tungsten film 79 cannot be connected at the contact opening 78, and the aluminum film 80 is discontinuous. As a method for preventing aluminum wiring step disconnection, it is known to round the edge of the contact opening portion as shown in FIG. 12 by isotropic etching. Then, at the shallow portion of the contact step, the contact opening portion is formed. However, there is a problem in that the size of the arrow spreads laterally, and the edge of the arrow sticks out beyond a predetermined portion. As shown by the dotted line in FIG. 12, if the amount of isotropic etching is suppressed so that the contact hole is not spread even in the shallow portion of the contact step, a high vertical step remains in the deep portion of the contact step. Since the tungsten film cannot be sufficiently filled, it is difficult to obtain the coverage of the aluminum wiring. Hereinafter, specific numerical values will be described.

【0011】多結晶シリコン上の絶縁膜厚が約0.6μ
m,拡散層上が約1.6μm程度の場合、先に述べた制
限により、等方性エッチで開孔できる深さは約0.6μ
mで拡散層上は約1.0μm程度の垂直段が残ってしま
う。このうち、約0.4μmはタングステンで埋まるが
それでも約0.6μm程度の垂直段が残る。コンタクト
サイズが約0.6μm〜0.8μmとすると、アスペク
ト比は1に近い。この部分に例えば厚さ約0.5μmの
アルミ配線を形成すると、カバレッジは10%以下にな
ると予想される。
The insulating film thickness on polycrystalline silicon is about 0.6 μm.
m, about 1.6 μm on the diffusion layer, the depth that can be opened by isotropic etching is about 0.6 μm due to the above-mentioned restriction.
m, a vertical step of about 1.0 μm remains on the diffusion layer. Of this, about 0.4 μm is filled with tungsten, but a vertical step of about 0.6 μm still remains. When the contact size is about 0.6 μm to 0.8 μm, the aspect ratio is close to 1. When aluminum wiring having a thickness of about 0.5 μm is formed in this portion, the coverage is expected to be 10% or less.

【0012】このように、従来の製造方法では、深さの
異なるコンタクト段に対し、各コンタクト部で良好なア
ルミ配線のカバレッジを得ることは困難である。
As described above, according to the conventional manufacturing method, it is difficult to obtain good aluminum wiring coverage at each contact portion for contact steps having different depths.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、領
域を形成する工程と、半導体基板上に平坦化された絶縁
膜を形成する工程と、絶縁膜に素子領域に到達する深さ
の略等しい第一の開孔群を形成する工程と、第一の開孔
群に第一の導体材の選択的に成長する工程と、第一の絶
縁膜に配線領域に到達する深さが略等しい第二の開孔部
を形成する工程と、第一及び第二の開孔群を第二の導体
材の選択成長により埋め込む工程とを有している。
According to the manufacturing method of the present invention, a step of forming a region, a step of forming a flattened insulating film on a semiconductor substrate, and a step of forming a depth of reaching the element region in the insulating film are performed. A step of forming substantially the same first opening group, a step of selectively growing the first conductor material in the first opening group, and a depth of reaching the wiring region in the first insulating film are substantially the same. The method has a step of forming equal second opening portions and a step of embedding the first and second opening groups by selective growth of the second conductor material.

【0014】[0014]

【実施例1】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
Embodiment 1 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】ここでは深さの異なるコンタクト段を同一
半導体装置上に形成する一例として拡散層上のコンタク
ト用開孔部と、フィールド絶縁膜上の多結晶シリコン層
上にあるコンタクト用開孔部とを同一半導体装置上に形
成する場合を考える。
Here, as an example of forming contact steps having different depths on the same semiconductor device, a contact opening portion on the diffusion layer and a contact opening portion on the polycrystalline silicon layer on the field insulating film are formed. Consider a case in which the two are formed on the same semiconductor device.

【0016】図1(a)(b),図2(c)(d),図
3(e)(f),図4(g)(h)は、本発明の実施例
1を説明するための、工程順に示した半導体装置の断面
図である。
1 (a) (b), 2 (c) (d), 3 (e) (f), and 4 (g) (h) are for explaining the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a cross-sectional view of the semiconductor device in the order of steps.

【0017】まず、図1(a)に示すように半導体基板
1上の一部に、周知のLOCOS法により、厚さ約0.
6μmのフィールド絶縁膜2を選択的に形成し、次いで
ゲート絶縁膜3を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a part of the semiconductor substrate 1 is formed to a thickness of about 0.
A field insulating film 2 of 6 μm is selectively formed, and then a gate insulating film 3 is formed.

【0018】次に、図1(b)に示すように、周知のC
VD技術並びに写真蝕刻法により、フィールド絶縁膜上
に厚さ約4000オングストロームの多結晶シリコン層
4を形成し、イオン注入法により基板と逆導電型の不純
物を導入して拡散層5を形成する。次に、図2(c)に
示すように全面に層間絶縁膜例えば厚さ2.0μmのB
PSG膜6を堆積し、次いでフォトレジスト7を塗布す
る。
Next, as shown in FIG. 1B, the well-known C
A polycrystalline silicon layer 4 having a thickness of about 4000 angstrom is formed on the field insulating film by the VD technique and the photo-etching method, and an impurity having a conductivity type opposite to that of the substrate is introduced by an ion implantation method to form a diffusion layer 5. Next, as shown in FIG. 2C, an interlayer insulating film, for example, B having a thickness of 2.0 μm is formed on the entire surface.
A PSG film 6 is deposited, and then a photoresist 7 is applied.

【0019】次に、図2(d)に示すように、フォトレ
ジスト7とBPSG膜6の選択比がほぼ等しいようなド
ライエッチングを適度な時間行い、平坦化された絶縁膜
8を形成する。この時、絶縁膜の膜厚は例えば拡散層5
上で約1.5μm,多結晶シリコン4上で約0.8μm
である。この他に平坦化された絶縁膜を形成する方法と
して、TEOS膜を堆積する方法や、塗布膜を用いる方
法もある。次に、図3(e)に示すように、フォトレジ
スト9を塗布した後、周知のPR技術により、拡散層5
上の所定の位置に開孔パターンを形成しこれをマスクと
して、絶縁膜8を異方性エッチングにより除去して、拡
散層5に到達する第一のコンタクト用開孔部10,11
を形成する。第一のコンタクト用開孔部の深さは約1.
5μmである。
Next, as shown in FIG. 2D, dry etching is performed for a proper period of time so that the selection ratios of the photoresist 7 and the BPSG film 6 are substantially equal to each other to form a flattened insulating film 8. At this time, the thickness of the insulating film is, for example, the diffusion layer 5
About 1.5 μm above and about 0.8 μm above polycrystalline silicon 4
Is. In addition to this, as a method for forming a planarized insulating film, there are a method of depositing a TEOS film and a method of using a coating film. Next, as shown in FIG. 3E, a photoresist 9 is applied, and then the diffusion layer 5 is formed by a known PR technique.
An opening pattern is formed at a predetermined position above, and the insulating film 8 is removed by anisotropic etching using the opening pattern as a mask to reach the diffusion layer 5 with the first contact opening portions 10 and 11.
To form. The depth of the first contact opening is about 1.
It is 5 μm.

【0020】次に、図3(f)に示すように、フォトレ
ジスト9を除去した後コンタクト用開孔部10,11で
露出した拡散層5表面に対して、第一の導体材例えばタ
ングステン膜12を、多結晶シリコン層4の表面の高さ
(図中、Aの位置)まで、すなわち、約0.7μm選択
成長させ、コンタクト用開孔部10,11を部分的に埋
め込む。
Next, as shown in FIG. 3 (f), the first conductor material such as a tungsten film is formed on the surface of the diffusion layer 5 exposed in the contact openings 10 and 11 after the photoresist 9 is removed. 12 is selectively grown up to the height of the surface of the polycrystalline silicon layer 4 (position A in the figure), that is, about 0.7 μm, and the contact openings 10 and 11 are partially buried.

【0021】次に図4(g)に示すようにフォトレジス
ト13を塗布した後、周知のPR技術により多結晶シリ
コン層4上の所定の位置に開孔パターンを形成し、これ
をマスクとして絶縁膜8を異方性エッチングにより除去
して多結晶シリコン4に到達する第二のコンタクト用開
孔部14,15を形成する。第二のコンタクト用開孔部
の深さは、約0.8μmである。次に図4(h)に示す
ように、フォトレジスト13を除去した後、露出した多
結晶シリコン層4の表面及びタングステン膜12の表面
に対し、第二の導体材、例えばタングステン膜16を第
二のコンタクト用開孔部の深さ分、すなわち、0.8μ
m程度選択成長させることにより、第二のコンタクト用
開孔部14,15及び、先に部分的に埋め込まれた第一
のコンタクト用開孔部10,11を、ほぼ過不足なく導
体材で埋め込む。図面から明らかなように、多結晶シリ
コン層4の表面と絶縁膜8の表面との高さの差と、タン
グステン膜16の表面と絶縁膜8の表面との高さの差は
ほぼ等しいため、双方のコンタクト用開孔部をともに過
不足なく埋め込むことができる。
Next, as shown in FIG. 4 (g), a photoresist 13 is applied, and then an opening pattern is formed at a predetermined position on the polycrystalline silicon layer 4 by a well-known PR technique, and this is used as a mask for insulation. The film 8 is removed by anisotropic etching to form second contact openings 14 and 15 reaching the polycrystalline silicon 4. The depth of the second contact opening is about 0.8 μm. Next, as shown in FIG. 4 (h), after removing the photoresist 13, a second conductor material, for example, a tungsten film 16 is formed on the exposed surface of the polycrystalline silicon layer 4 and the exposed surface of the tungsten film 12. The depth of the second contact hole, that is, 0.8μ
By selectively growing about m, the second contact opening portions 14 and 15 and the first contact opening portions 10 and 11 which have been partially embedded previously are filled with a conductor material substantially without excess or deficiency. .. As is clear from the drawing, the difference in height between the surface of the polycrystalline silicon layer 4 and the surface of the insulating film 8 is substantially equal to the difference in height between the surface of the tungsten film 16 and the surface of the insulating film 8. Both contact openings can be filled in properly.

【0022】このようにして、半導体基板上にある深さ
の異なるコンタクト用開孔部をすべて導体材で過不足な
く埋め込むことができる。
In this way, all the contact openings having different depths on the semiconductor substrate can be completely filled with the conductor material.

【0023】次に、周知のPR技術ならびにエッチング
技術により、アルミニウム配線17を形成する。先に述
べたように各コンタクト用開孔部はタングステン膜1
2,16で過不足なく絶縁膜の表面まで埋め込まれてい
るから、ほぼ100%のカバレッジが得られる。
Next, the aluminum wiring 17 is formed by the well-known PR technique and etching technique. As described above, each contact opening has a tungsten film 1
Since the surface of the insulating film is filled with 2 and 16 without excess or deficiency, almost 100% coverage can be obtained.

【0024】[0024]

【実施例2】本発明の実施例2について、図面を参照し
て説明する。
Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】ここでは、深さの異なるコンタクト段を同
一チップ上に形成する一例として第二アルミ拡散層を接
続するコンタクト用開孔部と第二アルミ、第一アルミを
接続するコンタクト用開孔部を同一チップ上に形成する
場合を考える。
Here, as an example of forming contact steps having different depths on the same chip, a contact opening for connecting the second aluminum diffusion layer and a contact opening for connecting the second aluminum and the first aluminum. Consider the case of forming on the same chip.

【0026】図5(a)(b),図6(c)(d),図
7(e)(f),図8(g)は本発明の実施例2を説明
するための工程順に示した半導体装置の断面図である。
FIGS. 5A, 5B, 6C, 6D, 7E, 7F and 8G are shown in the order of steps for explaining the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device.

【0027】まず、図5(a)に示すように、半導体基
板1上に周知のLOCOS法により厚さ約0.6μmの
フィールド絶縁膜2を形成し、次いでゲート絶縁膜3を
形成し、イオン注入法により、基板と逆導電型の不純物
を導入して拡散層5を形成する。次に、図5(b)に示
すように、実施例1と同様の方法を用いて平坦化された
層間絶縁膜18を形成した後、周知のPRエッチング技
術を用いて、アルミニウム配線17を形成する。次い
で、その上にプラズマ気相成長法により、シリコン酸化
膜19を1.5μmの厚さに成長させ続いてシリカフィ
ルム20を回転塗布法を用いて膜形成する。シリカフィ
ルムの代わりに、フォトレジストを用いてもよい。次
に、図6(c)に示すように、シリカフィルムとプラズ
マ酸化膜の選択比がほぼ等しいようなドライエッチング
を適度な時間行い、二層膜からなる平坦化された絶縁膜
21を形成する。絶縁膜厚は、例えば、アルミニウム配
線17上で0.8μm拡散層5上で約3μmとなる。ア
ルミニウム配線上の絶縁膜を形成する方法として、他に
例えばプラズマ気相成長法により、シリコン酸化膜0.
6μm、シリカフィルム膜形成、さらにシリコン酸化膜
を0.3μm成長するというような方法も考えられる。
次に、図6(d)に示すように、フォトレジスト24を
塗布した後周知のPR技術により、拡散層5上の所定の
位置に開孔パターンを形成し、これをマスクとして、平
坦化された絶縁膜21を異方性エッチングにより除去し
て、拡散層5に到達する第1のコンタクト用開孔部2
2,23を形成する。第一のコンタクト用開孔部の深さ
は約3μmである。次に、図7(e)に示すように、露
出した拡散層5表面に対し、タングステン膜12をアル
ミニウム配線表面の高さ、すなわち図中Bの高さまで、
約2.2μm選択的に成長させる。次に、図7(f)に
示すように、フォトレジスト25を塗布した後、周知の
PR技術により、アルミニウム配線17上に開孔パター
ンを形成し、これをマスクとして絶縁膜を異方性エッチ
ングにより除去して、アルミニウム配線表面に到達する
第二のコンタクト用開孔部26,27を形成する。第二
のコンタクト用開孔部の深さは、約0.8μmとなる。
次に図8(g)に示すように、フォトレジスト25を除
去した後、第二のコンタクト用開孔部26,27で露出
したアルミニウム配線表面及び第一のコンタクト用開孔
部22,23のタングステン12の表面に対し、第二の
導体材、例えば第二のタングステン膜28を約0.8μ
m選択成長させて、コンタクト用開孔部22,23,2
6,27を埋め込む。図面から明らかなように、第二の
コンタクト用開孔部26,27におけるアルミニウム配
線17の表面と絶縁膜21の表面との高さの差は、第一
のコンタクト用開孔部22,23におけるタングステン
12表面と絶縁膜21表面との高さの差にほぼ等しい。
従って、すべてのコンタクト用開孔部を、タングステン
膜12及び第二のタングステン膜28で過不足なく埋め
込むことができる。次に、周知のPR技術、エッチング
技術を用いて、第二のアルミニウム配線29を形成す
る。実施例1と同様各コンタクト用開孔部で100%近
いカバレッジが得られる。
First, as shown in FIG. 5A, a field insulating film 2 having a thickness of about 0.6 μm is formed on the semiconductor substrate 1 by the well-known LOCOS method, and then a gate insulating film 3 is formed to remove ions. By the implantation method, an impurity having a conductivity type opposite to that of the substrate is introduced to form the diffusion layer 5. Next, as shown in FIG. 5B, a flattened interlayer insulating film 18 is formed by the same method as that of the first embodiment, and then an aluminum wiring 17 is formed by using a well-known PR etching technique. To do. Then, a silicon oxide film 19 is grown thereon to a thickness of 1.5 μm by plasma vapor deposition, and subsequently a silica film 20 is formed by spin coating. A photoresist may be used instead of the silica film. Next, as shown in FIG. 6C, dry etching is performed for a proper period of time so that the selection ratios of the silica film and the plasma oxide film are substantially equal to each other to form a flattened insulating film 21 made of a two-layer film. .. The insulating film thickness is, for example, 0.8 μm on the aluminum wiring 17 and about 3 μm on the diffusion layer 5. As another method for forming the insulating film on the aluminum wiring, the silicon oxide film 0.
A method of forming a silica film film of 6 μm and further growing a silicon oxide film of 0.3 μm is also conceivable.
Next, as shown in FIG. 6D, a photoresist 24 is applied, and then a well-known PR technique is used to form an aperture pattern at a predetermined position on the diffusion layer 5, which is used as a mask for planarization. The first contact opening 2 reaching the diffusion layer 5 by removing the insulating film 21 by anisotropic etching.
2, 23 are formed. The depth of the first contact opening is about 3 μm. Next, as shown in FIG. 7E, the tungsten film 12 is formed on the exposed surface of the diffusion layer 5 to the height of the aluminum wiring surface, that is, to the height of B in the figure.
About 2.2 μm is selectively grown. Next, as shown in FIG. 7F, after applying a photoresist 25, an opening pattern is formed on the aluminum wiring 17 by a well-known PR technique, and the insulating film is anisotropically etched using this as a mask. Then, the second contact openings 26 and 27 reaching the surface of the aluminum wiring are formed. The depth of the second contact opening is about 0.8 μm.
Next, as shown in FIG. 8G, after removing the photoresist 25, the aluminum wiring surface exposed at the second contact openings 26 and 27 and the first contact openings 22 and 23 are removed. A second conductor material, such as the second tungsten film 28, is applied to the surface of the tungsten 12 by about 0.8 μm.
m Selectively grown to form contact holes 22, 23, 2
6 and 27 are embedded. As is apparent from the drawing, the difference in height between the surface of the aluminum wiring 17 and the surface of the insulating film 21 in the second contact openings 26, 27 is equal to that in the first contact openings 22, 23. It is almost equal to the difference in height between the surface of the tungsten 12 and the surface of the insulating film 21.
Therefore, all the contact openings can be filled with the tungsten film 12 and the second tungsten film 28 without excess or deficiency. Next, the second aluminum wiring 29 is formed by using the well-known PR technique and etching technique. Similar to the first embodiment, a coverage close to 100% is obtained at each contact opening.

【0028】なお、以上実施例1,2において、タング
ステンは必ずしもコンタクト用開孔部を完全に埋め込む
まで成長しなくても、アルミニウム配線のコンタクト用
開孔部における段差被覆性に問題を生じない程度の段差
を残してもよい。例えば、コンタクト用開孔部1.0μ
mに対して、埋め込み後に0.3μm以下の段差があっ
てもよい。また、埋め込む材料は、本実施例で述べたタ
ングステン以外でも、モリブデン等の選択成長可能で半
導体装置に使用できる材料であれば同様の効果が得られ
ることは、本発明の主旨から当然のことである。また、
深さの異なる複数のコンタクトを2つのグループに分
け、第一のグループを第一及び第二の導体材で、第二の
グループを第二の導体材で埋め込む例について説明した
が、当然3つ以上のグループに分けて行ってもよい。例
えば、第一のグループを第一,第二及び第三の導体材
で、第二のグループを第二及び第三の導体材で、第三の
グループを第三の導体材で埋め込むことにより、例えば
第一アルミ・拡散層を接続するコンタクト用開孔部、第
一アルミ・多結晶シリコン層を接続するコンタクト用開
孔部、第二アルミ・拡散層を接続するコンタクト用開孔
部を、同一半導体装置上に同様の方法で過不足なく埋め
込むことができる。
In Examples 1 and 2 described above, to the extent that tungsten does not necessarily grow until the contact hole is completely filled, there is no problem in the step coverage in the contact hole of the aluminum wiring. You may leave the step. For example, contact opening 1.0μ
There may be a step difference of 0.3 μm or less after the filling with respect to m. Further, as a material to be embedded, other than tungsten described in the present embodiment, it is natural from the gist of the present invention that the same effect can be obtained as long as it is a material that can be selectively grown and can be used for a semiconductor device such as molybdenum. is there. Also,
The example in which a plurality of contacts having different depths are divided into two groups, and the first group is filled with the first and second conductor materials and the second group is filled with the second conductor material has been described. It may be divided into the above groups. For example, by embedding the first group with the first, second and third conductor materials, the second group with the second and third conductor materials, and the third group with the third conductor material, For example, the contact opening connecting the first aluminum / diffusion layer, the contact opening connecting the first aluminum / polycrystalline silicon layer, and the contact opening connecting the second aluminum / diffusion layer are the same. It can be embedded on the semiconductor device in the same manner without excess or deficiency.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
深さの異なる複数の微細コンタクト用開孔部を導体材の
選択成長により埋め込み、かつ埋め込み後のコンタクト
用開孔部の段差を一様に形成できるため、チップ上の場
所によらず、コンタクト用開孔部でのカバレッジが良好
な安定した配線接続が可能となり、従って、高信頼な半
導体装置が実現できる。
As described above, according to the present invention,
Multiple fine contact openings with different depths can be filled by selective growth of conductor material, and the steps of the contact openings after filling can be formed uniformly, so that the contact openings can be used regardless of the location on the chip. It is possible to perform stable wiring connection with good coverage at the openings, and thus to realize a highly reliable semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1〜図4】本発明の実施例1の製造工程別断面図で
ある。
1 to 4 are cross-sectional views according to a manufacturing process of a first embodiment of the present invention.

【図5〜図8】本発明の実施例2の製造工程別断面図で
ある。
5 to 8 are cross-sectional views according to a manufacturing process of a second embodiment of the present invention.

【図9】従来の半導体装置の一例の製造工程別断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view of an example of a conventional semiconductor device for each manufacturing step.

【図10】従来の半導体装置の他の例の製造工程別断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view of another example of the conventional semiconductor device in each manufacturing process.

【図11】図10の製造工程が応用できない製造工程別
断面図である。
11 is a cross-sectional view of each manufacturing process to which the manufacturing process of FIG. 10 cannot be applied.

【図12】従来の半導体装置の構造の別の例の断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view of another example of the structure of the conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 フィールド絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 多結晶シリコン層 5 拡散層 6 BPSG膜 7 フォトレジスト 8 平坦化された絶縁膜 9 フォトレジスト 10 第一のコンタクト用開孔部 11 第一のコンタクト用開孔部 12 タングステン膜 13 フォトレジスト 14,15 第二のコンタクト用開孔部 16 タングステン膜 17 アルミニウム配線 18 平坦化された層間絶縁膜 19 シリコン酸化膜 20 シリカフィルム 21 平坦化された第一の絶縁膜 22,23 第一のコンタクト用開孔部 24 フォトレジスト 25 フォトレジスト 26,27 第二のコンタクト用開孔部 28 第二のタングステン膜 29 第二のアルミニウム配線 51,61 素子領域 52 半導体基板 53,63 層間絶縁膜 54,64 コンタクト用開孔部 55 アルミニウム膜 66 タングステン膜 67 アルミニウム膜 71 半導体基板 72 フィールド絶縁膜 73 ゲート絶縁膜 74 拡散層 75 多結晶シリコン層 76 層間絶縁膜 77,78 コンタクト用開孔部 79 タングステン膜 80 アルミニウム膜 1 Semiconductor Substrate 2 Field Insulating Film 3 Gate Insulating Film 4 Polycrystalline Silicon Layer 5 Diffusion Layer 6 BPSG Film 7 Photoresist 8 Planarized Insulating Film 9 Photoresist 10 First Contact Opening 11 For First Contact Opening part 12 Tungsten film 13 Photoresist 14, 15 Second contact opening part 16 Tungsten film 17 Aluminum wiring 18 Planarized interlayer insulating film 19 Silicon oxide film 20 Silica film 21 Planarized first insulation Films 22 and 23 First contact opening portion 24 Photoresist 25 Photoresist 26 and 27 Second contact opening portion 28 Second tungsten film 29 Second aluminum wiring 51 and 61 Element region 52 Semiconductor substrate 53 , 63 Inter-layer insulation film 54, 64 Contact opening 55 Aluminum film 66 Tungsten film 67 Aluminum film 71 Semiconductor substrate 72 Field insulating film 73 Gate insulating film 74 Diffusion layer 75 Polycrystalline silicon layer 76 Interlayer insulating film 77, 78 Contact openings 79 Tungsten film 80 Aluminum film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の素子形成領域を形成する工程と、
前記第1の素子形成領域の上面より半導体基板の表面に
対して高い位置に上面がある第2の素子形成領域を形成
する工程と、前記第1および第2の素子形成領域をおお
い表面が平坦な絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に
前記第1の素子形成領域の上面に達する第1のコンタク
ト用開孔部を形成する工程と、前記第1のコンタクト用
開孔部内に前記第2の素子形成領域の上面の高さまで導
体を埋め込む工程と、前記絶縁膜に前記第2の素子形成
領域の上面に達する第2のコンタクト用開孔部を形成す
る工程と、前記第1および第2のコンタクト用開孔部内
に導体を埋め込む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. A step of forming a first element formation region,
Forming a second element formation region having an upper surface at a position higher than the upper surface of the first element formation region with respect to the surface of the semiconductor substrate, and covering the first and second element formation regions with a flat surface Forming an insulating film, forming a first contact opening reaching the upper surface of the first element formation region in the insulating film, and forming the first contact opening in the first contact opening. Second step of embedding a conductor to the height of the upper surface of the element formation region, forming a second contact opening reaching the upper surface of the second element formation region in the insulating film, 2. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of embedding a conductor in the contact opening portion of 2.
JP23129991A 1991-09-11 1991-09-11 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0574955A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23129991A JPH0574955A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23129991A JPH0574955A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0574955A true JPH0574955A (en) 1993-03-26

Family

ID=16921445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23129991A Pending JPH0574955A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0574955A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10815441B2 (en) 2010-11-25 2020-10-27 Gane Energy & Resources Pty Ltd. Fuel and process for powering a compression ignition engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02306623A (en) * 1989-05-22 1990-12-20 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPH02308524A (en) * 1989-05-23 1990-12-21 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0380533A (en) * 1989-08-24 1991-04-05 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
EP0435388A2 (en) * 1989-12-29 1991-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for selectively filling contacts or vias of various depths

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02306623A (en) * 1989-05-22 1990-12-20 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPH02308524A (en) * 1989-05-23 1990-12-21 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0380533A (en) * 1989-08-24 1991-04-05 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
EP0435388A2 (en) * 1989-12-29 1991-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for selectively filling contacts or vias of various depths

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10815441B2 (en) 2010-11-25 2020-10-27 Gane Energy & Resources Pty Ltd. Fuel and process for powering a compression ignition engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3245004B2 (en) Semiconductor manufacturing method, gate stack manufacturing method, and semiconductor device
US4987099A (en) Method for selectively filling contacts or vias or various depths with CVD tungsten
US6077733A (en) Method of manufacturing self-aligned T-shaped gate through dual damascene
US6090700A (en) Metallization method for forming interconnects in an integrated circuit
JP2623812B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0799237A (en) Manufacture of integrated circuit
US5843839A (en) Formation of a metal via using a raised metal plug structure
US5654216A (en) Formation of a metal via structure from a composite metal layer
JP3123092B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2838992B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09139429A (en) Manufacture of semiconductor device
US5663108A (en) Optimized metal pillar via process
JPH0214552A (en) Method of forming at least one additional level metal interconnection so as to be brought into contact with metal of lower level in semiconductor device
JP2912558B2 (en) Metal wiring manufacturing method
KR950012918B1 (en) Contact filling method using secondary deposition of selective tungsten thin film
US6376357B1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device with voids in the insulation film between wirings
US5597764A (en) Method of contact formation and planarization for semiconductor processes
US6245683B1 (en) Stress relieve pattern for damascene process
US5763324A (en) Method of manufacturing a semiconductor device with improved uniformity of buried conductor in contact holes
JPH0574955A (en) Manufacture of semiconductor device
US20030060037A1 (en) Method of manufacturing trench conductor line
JP2628339B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100364812B1 (en) Method for Fabricating of Semiconductor Device
US6423612B1 (en) Method of fabricating a shallow trench isolation structure with reduced topography
JPH05190565A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980224