JPH06112151A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06112151A JPH06112151A JP26163892A JP26163892A JPH06112151A JP H06112151 A JPH06112151 A JP H06112151A JP 26163892 A JP26163892 A JP 26163892A JP 26163892 A JP26163892 A JP 26163892A JP H06112151 A JPH06112151 A JP H06112151A
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- JP
- Japan
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- contact hole
- film
- insulating film
- bpsg film
- forming
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- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 テーパー状コンタクトホールを形成すること
で、アルミニウム合金配線層のコンタクトホール内部で
の厚さを確保し、配線信頼性を向上させる。 【構成】 Ｓｉ3 Ｎ4 膜４と第１のＢＰＳＧ膜３の厚さ
の一部を異方性エッチングし、コンタクトホール形成用
フォトレジストパターン５を除去後、第２のＢＰＳＧ膜
６を形成し、第２のＢＰＳＧ膜６とコンタクトホール内
部の第１のＢＰＳＧ膜３を異方性エッチングし、コンタ
クトホールを開口するとともにコンタクトホール内壁に
第１のＢＰＳＧ膜３と第２のＢＰＳＧ膜６をスペーサ状
に残す。コンタクトホール底部に酸化層７を形成し、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 膜４を除去後、第１のＢＰＳＧ膜３をリフロー
させ、コンタクトホール上部の第１のＢＰＳＧ膜３の段
差を丸める。
で、アルミニウム合金配線層のコンタクトホール内部で
の厚さを確保し、配線信頼性を向上させる。 【構成】 Ｓｉ3 Ｎ4 膜４と第１のＢＰＳＧ膜３の厚さ
の一部を異方性エッチングし、コンタクトホール形成用
フォトレジストパターン５を除去後、第２のＢＰＳＧ膜
６を形成し、第２のＢＰＳＧ膜６とコンタクトホール内
部の第１のＢＰＳＧ膜３を異方性エッチングし、コンタ
クトホールを開口するとともにコンタクトホール内壁に
第１のＢＰＳＧ膜３と第２のＢＰＳＧ膜６をスペーサ状
に残す。コンタクトホール底部に酸化層７を形成し、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 膜４を除去後、第１のＢＰＳＧ膜３をリフロー
させ、コンタクトホール上部の第１のＢＰＳＧ膜３の段
差を丸める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図２（ａ）に示すように、コンタ
クトホール形成用フォトレジストパターン１４をマスク
として、異方性エッチング法によりＢＰＳＧ膜１３と熱
酸化膜１２をエッチングし、コンタクトホールを形成
し、図２（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン
１４を除いてＢＰＳＧ膜１３をリフローさせると酸化層
１５が形成され、図２（ｃ）に示すようにコンタクトホ
ール底部の酸化層１５を除去しアルミニウム合金配線層
１６を形成していた。
クトホール形成用フォトレジストパターン１４をマスク
として、異方性エッチング法によりＢＰＳＧ膜１３と熱
酸化膜１２をエッチングし、コンタクトホールを形成
し、図２（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン
１４を除いてＢＰＳＧ膜１３をリフローさせると酸化層
１５が形成され、図２（ｃ）に示すようにコンタクトホ
ール底部の酸化層１５を除去しアルミニウム合金配線層
１６を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コンタクトホール内部
ではアルミニウム合金配線層１６の厚さが他の箇所に比
べ著しく薄くなり、断線する場合もあった。コンタクト
ホール内部におけるアルミニウム合金層の厚さの減少は
コンタクトホール径が小さいほど顕著となるため、微細
コンタクトホール形成上の重大な課題となっている。
ではアルミニウム合金配線層１６の厚さが他の箇所に比
べ著しく薄くなり、断線する場合もあった。コンタクト
ホール内部におけるアルミニウム合金層の厚さの減少は
コンタクトホール径が小さいほど顕著となるため、微細
コンタクトホール形成上の重大な課題となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明はコンタクトホール形成において、コンタ
クトホール内壁に第１のＢＰＳＧ膜と第２のＢＰＳＧ膜
をスペーサ状に残すことにより、コンタクトホールをテ
ーパー状に形成した。
に、この発明はコンタクトホール形成において、コンタ
クトホール内壁に第１のＢＰＳＧ膜と第２のＢＰＳＧ膜
をスペーサ状に残すことにより、コンタクトホールをテ
ーパー状に形成した。
【０００５】
【作用】コンタクトホールをテーパ状に形成することに
よりコンタクトホールの立体角が広くなり、アルミニウ
ム合金配線層の厚さが特にコンタクトホール底部に近い
ところで急激に減少することを防止できる。
よりコンタクトホールの立体角が広くなり、アルミニウ
ム合金配線層の厚さが特にコンタクトホール底部に近い
ところで急激に減少することを防止できる。
【０００６】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図１（ａ）〜
（ｈ）を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、
半導体基板１の表面に半導体素子を形成する工程を経た
後、半導体基板表面の熱酸化膜２の上に厚さ約６０００
オングストロームの第１のＢＰＳＧ膜３を形成する。さ
らに、厚さ約２０００オングストロームのＳｉ3 Ｎ4 膜
４を形成した後、コンタクトホール形成用フォトレジス
トパターン５を形成する。この時、フォトレジストのコ
ンタクトホール径は、後でコンタクトホール内壁に形成
されるスペーサの幅を考慮して、最終寸法より大きくす
る。即ち、コンタクトホールの最終寸法をａ（μｍ）、
後述する第２のＢＰＳＧ膜の厚みをｂ（μｍ）とする
と、フォトレジストのコンタクトホール径ｄはａ＋２ｂ
（μｍ）となる。ただし、コンタクトホール径が微細に
なる場合、第２のＢＰＳＧ膜のコンタクトホール内部の
ステップカバレッヂをＳ（１以下０以上）とすると、ｄ
はａ＋２ｂ・ｓとなる。
（ｈ）を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、
半導体基板１の表面に半導体素子を形成する工程を経た
後、半導体基板表面の熱酸化膜２の上に厚さ約６０００
オングストロームの第１のＢＰＳＧ膜３を形成する。さ
らに、厚さ約２０００オングストロームのＳｉ3 Ｎ4 膜
４を形成した後、コンタクトホール形成用フォトレジス
トパターン５を形成する。この時、フォトレジストのコ
ンタクトホール径は、後でコンタクトホール内壁に形成
されるスペーサの幅を考慮して、最終寸法より大きくす
る。即ち、コンタクトホールの最終寸法をａ（μｍ）、
後述する第２のＢＰＳＧ膜の厚みをｂ（μｍ）とする
と、フォトレジストのコンタクトホール径ｄはａ＋２ｂ
（μｍ）となる。ただし、コンタクトホール径が微細に
なる場合、第２のＢＰＳＧ膜のコンタクトホール内部の
ステップカバレッヂをＳ（１以下０以上）とすると、ｄ
はａ＋２ｂ・ｓとなる。
【０００７】図１（ｂ）において、ＲＩＥ（リアクティ
ブイオンエッチ）などでＳｉ3 Ｎ4膜４と第１のＢＰＳ
Ｇ膜３の厚の一部を異方性エッチングする。図１（ｃ）
において、（ｂ）におけるコンタクトホール形成用フォ
トレジストパターン５を除去後、厚さ約２０００オング
ストロームの第２のＢＰＳＧ膜６を形成する。図１
（ｄ）において、ＲＩＥなどで第２のＢＰＳＧ膜６とコ
ンタクトホール内部の第１のＢＰＳＧ膜３と熱酸化膜２
を異方性エッチし、コンタクトホールを開口する。この
とき、Ｓｉ3 Ｎ4 膜４はコンタクトホール以外の領域に
おいて、第１のＢＰＳＧ膜３がエッチングされるのを防
止するストッパー層としての役割を果たす。このために
は、ＢＰＳＧ膜とＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチングレート比
（ＢＰＳＧのエッチレート／Ｓｉ3 Ｎ4 のエッチレート
とし、これを選択比ＢＰＳＧ／Ｓｉ3 Ｎ4 とする）が３
以上となるエッチング条件を用いればよい。コンタクト
ホール内部には第２のＢＰＳＧ膜の一部６′と第１のＢ
ＰＳＧ膜３がスペーサ状に残る。
ブイオンエッチ）などでＳｉ3 Ｎ4膜４と第１のＢＰＳ
Ｇ膜３の厚の一部を異方性エッチングする。図１（ｃ）
において、（ｂ）におけるコンタクトホール形成用フォ
トレジストパターン５を除去後、厚さ約２０００オング
ストロームの第２のＢＰＳＧ膜６を形成する。図１
（ｄ）において、ＲＩＥなどで第２のＢＰＳＧ膜６とコ
ンタクトホール内部の第１のＢＰＳＧ膜３と熱酸化膜２
を異方性エッチし、コンタクトホールを開口する。この
とき、Ｓｉ3 Ｎ4 膜４はコンタクトホール以外の領域に
おいて、第１のＢＰＳＧ膜３がエッチングされるのを防
止するストッパー層としての役割を果たす。このために
は、ＢＰＳＧ膜とＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチングレート比
（ＢＰＳＧのエッチレート／Ｓｉ3 Ｎ4 のエッチレート
とし、これを選択比ＢＰＳＧ／Ｓｉ3 Ｎ4 とする）が３
以上となるエッチング条件を用いればよい。コンタクト
ホール内部には第２のＢＰＳＧ膜の一部６′と第１のＢ
ＰＳＧ膜３がスペーサ状に残る。
【０００８】図１（ｅ）において、約８００℃の酸化性
雰囲気中で、コンタクトホール底部の半導体基板１の表
面を酸化し厚さ約１００オングストロームの酸化層７を
形成する。図１（ｆ）において、約１８０℃のリン酸液
中でＳｉ3 Ｎ4 膜４を除去する。このとき酸化層７はリ
ン酸液中で半導体基板１がエッチングされるのを防止す
るストッパー層としての役割を果たす。図１（ｇ）にお
いて、８００〜１２００℃の酸化性雰囲気のランプアニ
ーラなどにより、第１のＢＰＳＧ膜３をリフローさせ
る。このとき、コンタクトホール上部の第１のＢＰＳＧ
膜３の角も丸まり、コンタクトホール内壁の段差はさら
に緩和され、テーパー状コンタクトホールが形成され
る。図１（ｈ）において、フッ酸を含むエッチング液な
どにより酸化層７を除去後、ただちにスパッタリングな
どでアルミニウム合金配線層８を形成する。この後、フ
ォトリソグラフィ及びエッチング法によりアルミニウム
合金配線層８のパターニングを行う。
雰囲気中で、コンタクトホール底部の半導体基板１の表
面を酸化し厚さ約１００オングストロームの酸化層７を
形成する。図１（ｆ）において、約１８０℃のリン酸液
中でＳｉ3 Ｎ4 膜４を除去する。このとき酸化層７はリ
ン酸液中で半導体基板１がエッチングされるのを防止す
るストッパー層としての役割を果たす。図１（ｇ）にお
いて、８００〜１２００℃の酸化性雰囲気のランプアニ
ーラなどにより、第１のＢＰＳＧ膜３をリフローさせ
る。このとき、コンタクトホール上部の第１のＢＰＳＧ
膜３の角も丸まり、コンタクトホール内壁の段差はさら
に緩和され、テーパー状コンタクトホールが形成され
る。図１（ｈ）において、フッ酸を含むエッチング液な
どにより酸化層７を除去後、ただちにスパッタリングな
どでアルミニウム合金配線層８を形成する。この後、フ
ォトリソグラフィ及びエッチング法によりアルミニウム
合金配線層８のパターニングを行う。
【０００９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したようにコンタ
クトホール内壁に、絶縁膜をスペーサ状に残すことによ
り、アルミニウム合金配線層の厚さがコンタクトホール
内部で急激に減少するのを防止するため、特に直径１μ
ｍ以下の微細なコンタクトホールを本発明による方法で
形成すれば、コンタクトホール内部のアルミニウム合金
配線層形成時の段切れやマイグレーションによる断線を
防止できるので、半導体装置の製造歩留まりや配線層に
かかわる信頼性を向上させる効果がある。
クトホール内壁に、絶縁膜をスペーサ状に残すことによ
り、アルミニウム合金配線層の厚さがコンタクトホール
内部で急激に減少するのを防止するため、特に直径１μ
ｍ以下の微細なコンタクトホールを本発明による方法で
形成すれば、コンタクトホール内部のアルミニウム合金
配線層形成時の段切れやマイグレーションによる断線を
防止できるので、半導体装置の製造歩留まりや配線層に
かかわる信頼性を向上させる効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｈ）は本発明のコンタクトホールの
製造方法を示す工程順断面図である。
製造方法を示す工程順断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は従来の製造方法を示す工程順
断面図である。
断面図である。
１、１１ 半導体基板 ２、１２ 熱酸化膜 ３ 第１のＢＰＳＧ膜 ４ Ｓｉ3 Ｎ4 膜 ５、１４ コンタクトホール形成用フォトレジストパタ
ーン ６ 第２のＢＰＳＧ膜 ６′第２のＢＰＳＧ膜の一部 ７、１５ 酸化層 ８、１６ アルミ合金配線層 １３ ＢＰＳＧ膜
ーン ６ 第２のＢＰＳＧ膜 ６′第２のＢＰＳＧ膜の一部 ７、１５ 酸化層 ８、１６ アルミ合金配線層 １３ ＢＰＳＧ膜
Claims (2)
- 【請求項１】 コンタクトホール内壁に第１の絶縁膜と
第２の絶縁膜をスペーサ状に残したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項２】 半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する
工程と、前記第１の絶縁膜上に窒化シリコン膜を形成す
る工程と、前記窒化シリコン膜上にコンタクトホール形
成用フォトレジストパターンを形成する工程と、異方性
エッチング法により前記窒化シリコン膜と前記第１の絶
縁膜の厚みの少なくとも一部をエッチングする工程と、
前記コンタクトホール形成用フォトレジストパターンを
除去した後、前記第１の絶縁膜上とコンタクトホール形
成部上に第２の絶縁膜を形成する工程と、異方性エッチ
ング法により前記第２の絶縁膜と前記第１の絶縁膜をエ
ッチングし、コンタクトホール内壁部に前記第１の絶縁
膜の一部と前記第２の絶縁膜の一部をスペーサ状に残す
と同時にコンタクトホールを開口する工程と、前記コン
タクトホール底部に酸化層を形成する工程と、前記窒化
シリコン膜を除去する工程と、前記第１の絶縁膜と前記
第２の絶縁膜をリフローする工程と、前記コンタクトホ
ール底部の酸化層を除去した後、金属配線層を形成する
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26163892A JPH06112151A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26163892A JPH06112151A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112151A true JPH06112151A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17364681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26163892A Pending JPH06112151A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112151A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565381A (en) * | 1994-08-01 | 1996-10-15 | Microchip Technology Incorporated | Method of removing sharp edges in a dielectric coating located above a semiconductor substrate and a semiconductor device formed by this method |
| US5714038A (en) * | 1995-05-24 | 1998-02-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for forming contact hole of semiconductor device |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26163892A patent/JPH06112151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565381A (en) * | 1994-08-01 | 1996-10-15 | Microchip Technology Incorporated | Method of removing sharp edges in a dielectric coating located above a semiconductor substrate and a semiconductor device formed by this method |
| US5714038A (en) * | 1995-05-24 | 1998-02-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for forming contact hole of semiconductor device |
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