JPH06196433A - 半導体装置のコンタクトホール形成方法 - Google Patents

半導体装置のコンタクトホール形成方法

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JPH06196433A
JPH06196433A JP34426892A JP34426892A JPH06196433A JP H06196433 A JPH06196433 A JP H06196433A JP 34426892 A JP34426892 A JP 34426892A JP 34426892 A JP34426892 A JP 34426892A JP H06196433 A JPH06196433 A JP H06196433A
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JP
Japan
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contact hole
forming
film
insulating film
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP34426892A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinari Ichihashi
由成 市橋
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンタクトホール開口端部の角張りを無く
し、配線加工しやすいコンタクトホールを提供するこ
と。 【構成】 コンタクトホール形成予定領域5に、まず、
BPSG膜4を薄く形成した後リフローし、更にTEO
S酸化膜9を薄く堆積させるコンタクトホール側面の下
地を形成しておく。その上でBPSG膜10を堆積した
後、このBPSG膜10及びその下地層(TEOS酸化
膜等)に基板1に通じるコンタクトホール12を形成す
る。この時点でのコンタクトホールの開口端部は角張っ
ているが、その後、BPSG膜10のみが除去され、T
EOS酸化膜9がコンタクトホール12の側面として露
出するため、コンタクトホール12の開口端部の角張り
が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にコンタクトホールを形成する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化に従い、半導体基板
と導電層、又は複数の導電層間を接続するためのコンタ
クトホールの径も縮小され、それに伴い、コンタクトホ
ール形成のためのエッチング方法も、ウェットエッチン
グのような等方性から加工精度の高いRIE(Reactive
Ion Etching)のような異方性のものが用いられるよう
になっている。
【0003】しかしながら、このような異方性エッチン
グを用いてコンタクトホールを形成した場合、ホールの
開口端部が角張ってしまい、ステップカバレッジが悪く
なる問題が生じる。
【0004】そこで、コンタクトホールの開口端部の角
を取るようにする技術が、例えば特開平3−14282
7号公報(H01L21/28)に示されており、これ
を図3に基づいて説明する。
【0005】図3はDRAMのビット線を接続するため
のコンタクトホールの形成過程を示す断面図である。
【0006】まず、図3Aにおいて、コンタクトホ−ル
形成予定領域51を含む基板上面にCVD法によって層
間絶縁膜としてのBPSG(Boro Phospho
Silicate Glass)からなる層間絶縁膜5
2を厚く堆積させ、更にリフロー、エッチバック処理し
て上面を平坦化させる。更に、このBPSG膜52の上
に、TEOS(Tetraethylorthosil
icate、テトラエトキシシラン、Si(OC2
54 )絶縁膜53を堆積し、その上に、レジスト54
によりコンタクトホールのパターニングを施す。
【0007】次に、図3Bにおいて、前記レジスト54
をマスクとして、ウェットエッチング法により前記TE
OS膜53を除去し、更に図3CにおいてRIE法によ
り基板に通じるコンタクトホール55を形成する。この
時、コンタクトホール55の開口端部には、ウェットエ
ッチングによるアンダーカット作用で、球面状の凹所5
6が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、凹
所56によりコンタクトホール55の開口端部の角張り
具合が軽減されてはいるが、依然として凹所56の端部
に角が残っており、この部分においてステップカバレッ
ジが低下する危惧がある。
【0009】本発明は、斯かる問題点に鑑み、半導体装
置のコンタクトホール形成方法に関し、ステップカバレ
ッジ性の良好なコンタクトホールを形成することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明における半導体装
置のコンタクトホール形成方法は、半導体基板上のコン
タクトホール形成予定領域に第1の絶縁膜を薄く形成し
リフロー処理する工程と、或るエッチング溶液に対し前
記第1の絶縁膜よりもエッチング速度の速い第2の膜を
前記第1の絶縁膜の上に形成する工程と、前記コンタク
トホール形成予定領域の上にコンタクトホール形成用の
パターンを形成する工程と、このパターンをマスクとし
てコンタクトホールを形成する工程と、前記パターンを
除去した後、前記エッチング溶液を用いて前記コンタク
トホール形成予定領域に残った前記第2の膜を除去する
工程とを行うものである。
【0011】また、本発明における半導体装置のコンタ
クトホール形成方法は、半導体基板上のコンタクトホー
ル形成予定領域に第1の絶縁膜を薄く形成しリフロー処
理する工程と、この第1の絶縁膜の上に第3の絶縁膜を
形成する工程と、或るエッチング溶液に対し前記第3の
絶縁膜よりもエッチング速度の速い第2の膜を前記第3
の絶縁膜の上に形成する工程と、前記コンタクトホール
形成予定領域の上にコンタクトホール形成用のパターン
を形成する工程と、このパターンをマスクとしてコンタ
クトホールを形成する工程と、前記パターンを除去した
後、前記エッチング溶液を用いて前記コンタクトホール
形成予定領域に残った前記第2の膜を除去する工程とを
行うものである。
【0012】
【作用】即ち、コンタクトホール形成予定領域に、ま
ず、第1の絶縁膜を薄く形成し更にリフローすることに
より、コンタクトホール側面の下地を形成しておく。そ
の上で第2の膜を形成した後、この第2の膜及びその下
地絶縁膜(第1の絶縁膜等)に基板又は下地導電層に通
じるコンタクトホールを形成する。この時点でのコンタ
クトホールの開口端部は角張っているが、その後、第2
の膜のみが除去され、第1の絶縁膜がコンタクトホール
の側面として露出するため、コンタクトホールの開口端
部の角張りが解消される。
【0013】また、請求項2の発明にあっては、第1の
絶縁層の上に更に第3の絶縁層を形成し、これをコンタ
クトホールの側面として利用するため、第1の絶縁膜の
材質としてリフロー特性のみを考慮すればよく、第2の
膜とのエッチング選択比は考慮しなくてよい。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施例においてスタック型キャパシ
タのビット線を基板に接続するためのコンタクトホール
の形成過程を示す断面図である。
【0015】まず、図1Aの通り、単結晶シリコン基板
1の上に通常の方法でスタック型キャパシタ2を形成
し、その上にTEOS酸化膜3を減圧CVD法により約
2000Å堆積させる。更にその上に、層間絶縁膜とし
てのBPSG膜4をプラズマCVD法により500Å堆
積させた後、基板を加熱炉内に入れ、酸素雰囲気中、温
度900℃で10分間リフロー処理を行い、BPSG膜
4の表面を平坦化させる。すると、コンタクトホール形
成予定領域5に、BPSG膜4からなる深さ方向に縮小
するテーパが形成される。
【0016】次に、図1Bの通り、前記BPSG膜4の
上にシリコン酸化膜6(O3-TEOS-NSG)を常圧CVD法に
より厚く堆積し、異方性全面エッチバック処理を経て、
基板1の表面を平坦化させる。更に、コンタクトホール
形成予定領域5の上に、フォトレジスト7のパターンを
形成する。
【0017】そして、図1Cの通り、前記レジスト7を
マスクとしてRIE法により基板1に通じるコンタクト
ホール8を形成する。
【0018】最後に、レジスト7を除去した後、フッ酸
(H2O:HF:NH4F=81:1.8:17)を用いて基板表面をウェッ
トエッチングする。この時、下表1の通り前記シリコン
酸化膜6は前記BPSG膜4に比べてエッチング速度が
速いので、シリコン酸化膜6が除去された時点でエッチ
ングを終了すると、図1Dの通り、前記BPSG膜4が
残り、コンタクトホール8内面に滑らかなテーパが形成
される。
【0019】
【表1】
【0020】尚、この実施例ではBPSG膜4とシリコ
ン酸化膜6とを用いて説明したが、この組み合わせ以外
にも、要は或るエッチング溶液に対し、前者よりも後者
のほうがエッチング速度の速いものであればよい。
【0021】次に、図2は本発明の第2実施例において
スタック型キャパシタのビット線を基板に接続するため
のコンタクトホールの形成過程を示す断面図である。
【0022】まず、図2Aの通り、単結晶シリコン基板
1の上に通常の方法でスタック型キャパシタ2を形成
し、その上にTEOS酸化膜3を減圧CVD法により約
2000Å堆積させる。更にその上に、層間絶縁膜とし
てのBPSG膜4をプラズマCVD法により500Å堆
積させた後、基板を加熱炉内に入れ、酸素雰囲気中、温
度900℃で10分間リフロー処理を行い、BPSG膜
4の表面を平坦化させる。すると、コンタクトホール形
成予定領域5にBPSG膜4からなる深さ方向に縮小す
るテーパが形成される。
【0023】次に、図2Bの通り、前記BPSG膜4の
上に減圧CVD法によりTEOS酸化膜9を3000Å
堆積させた後、再びBPSG膜10を厚く堆積し、リフ
ロー処理、異方性全面エッチバック処理を経て、基板1
の表面を平坦化させる。更に、コンタクトホール形成予
定領域5の上に、フォトレジスト11のパターンを形成
する。
【0024】そして、図2Cの通り、前記レジスト11
をマスクとしてRIE法により基板1に通じるコンタク
トホール12を形成する。
【0025】最後に、レジスト11を除去した後、フッ
酸(H2O:HF:CH3COOH=50:1:5)を用いて基板表面をウェ
ットエッチングする。この時、前記BPSG膜10は前
記TEOS酸化膜9に比べて下表2の通りエッチング速
度が速いので、BPSG膜10が除去された時点でエッ
チングを終了すると、図2Dの通り、前記TEOS酸化
膜9が残り、コンタクトホール12内面に滑らかなテー
パが形成される。
【0026】
【表2】
【0027】尚、この実施例ではTEOS酸化膜9とB
PSG膜10とを用いて説明したが、第1実施例同様、
この組み合わせ以外にも、要は或るエッチング溶液に対
し、前者よりも後者のほうがエッチング速度の速いもの
であればよい。
【0028】また、前記第1及び第2実施例では最後に
ウェットエッチングを行ったが、ドライエッチングでも
よいのは勿論である。参考までに、プラズマエッチング
を行ったときの各材料のエッチング速度を下表3に示
す。
【0029】
【表3】
【0030】
【発明の効果】本発明にあっては、コンタクトホールの
開口端部の角張りを軽減し、テーパ形状のコンタクトホ
ールを形成することができるので、その後の配線加工を
作業性良く行うことができる。
【0031】特に、請求項2の発明にあっては、第1の
絶縁層の上に更に第3の絶縁層を形成し、これをコンタ
クトホールの側面として利用するため、第1の絶縁膜の
材質としてリフロー特性のみを考慮すればよく、第2の
絶縁膜とのエッチング選択比は考慮しなくてよい。従っ
て、材料選定等の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例におけるコンタクトホール
の形成過程を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例におけるコンタクトホール
の形成過程を示す断面図である。
【図3】従来例におけるコンタクトホールの形成過程を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 単結晶シリコン基板(半導体基板) 4 BPSG膜(第1の絶縁膜) 5 コンタクトホール形成予定領域 6 シリコン酸化膜(第2の膜) 7 レジストパターン 8、12 コンタクトホール 9 TEOS酸化膜(第3の絶縁膜) 10 BPSG膜(第2の絶縁膜)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上のコンタクトホール形成予
    定領域に第1の絶縁膜を薄く形成しリフロー処理する工
    程と、或るエッチング溶液に対し前記第1の絶縁膜より
    もエッチング速度の速い第2の膜を前記第1の絶縁膜の
    上に形成する工程と、前記コンタクトホール形成予定領
    域の上にコンタクトホール形成用のパターンを形成する
    工程と、このパターンをマスクとしてコンタクトホール
    を形成する工程と、前記パターンを除去した後、前記エ
    ッチング溶液を用いて前記コンタクトホール形成予定領
    域に残った前記第2の膜を除去する工程とを行うことを
    特徴とした半導体装置のコンタクトホール形成方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上のコンタクトホール形成予
    定領域に第1の絶縁膜を薄く形成しリフロー処理する工
    程と、この第1の絶縁膜の上に第3の絶縁膜を形成する
    工程と、或るエッチング溶液に対し前記第3の絶縁膜よ
    りもエッチング速度の速い第2の膜を前記第3の絶縁膜
    の上に形成する工程と、前記コンタクトホール形成予定
    領域の上にコンタクトホール形成用のパターンを形成す
    る工程と、このパターンをマスクとしてコンタクトホー
    ルを形成する工程と、前記パターンを除去した後、前記
    エッチング溶液を用いて前記コンタクトホール形成予定
    領域に残った前記第2の膜を除去する工程とを行うこと
    を特徴とした半導体装置のコンタクトホール形成方法。
JP34426892A 1992-12-24 1992-12-24 半導体装置のコンタクトホール形成方法 Pending JPH06196433A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100298283B1 (ko) * 1997-09-22 2001-08-07 가네꼬 히사시 반도체장치및그제조방법
KR100365762B1 (ko) * 1995-11-06 2003-03-03 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의콘택스페이서형성방법

Cited By (3)

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KR100298283B1 (ko) * 1997-09-22 2001-08-07 가네꼬 히사시 반도체장치및그제조방법
US6479853B2 (en) 1997-09-22 2002-11-12 Nec Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof

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