JPH0653333A - Forming method for contact hole in semiconductor device - Google Patents

Forming method for contact hole in semiconductor device

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Publication number
JPH0653333A
JPH0653333A JP20374992A JP20374992A JPH0653333A JP H0653333 A JPH0653333 A JP H0653333A JP 20374992 A JP20374992 A JP 20374992A JP 20374992 A JP20374992 A JP 20374992A JP H0653333 A JPH0653333 A JP H0653333A
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JP
Japan
Prior art keywords
contact hole
contact
etching
semiconductor device
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP20374992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Ushigoe
貴俊 牛越
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent overetching and simplify a step for forming a plurality of deep and shallow contact holes in a semiconductor device. CONSTITUTION:A photolithographically antireflective film 14 (a TiN film in this embodiment) is formed on an insulating film 5 for forming contact holes. Then, contact holes 6a, 7a, and 8a are formed by use of this antireflective film 14.

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、半導体装置の特にコン
タクト孔の形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming contact holes in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置におけるコンタクト孔の従来
の形成方法を2例以下に説明する。
2. Description of the Related Art Two conventional methods for forming contact holes in a semiconductor device will be described below.

【0003】第1の従来法を図3に示す。以下その断面
図を追って説明する。
The first conventional method is shown in FIG. The section will be described below.

【0004】まず、図3(a)のように、半導体基板1
に拡散層2を形成し、次に、たとえば第1ポリシリコン
層3、第2ポリシリコン層4等を形成し、絶縁膜層5を
堆積し平坦化する。次に、図3(b)のように、複数の
コンタクト孔を形成すべくレジスト6を塗布し、公知の
ホトリソ(ホトリソグラフィ)技術でパターニングし、
コンタクト孔6a,7a,8aのパターンを得る。
First, as shown in FIG. 3A, the semiconductor substrate 1
Then, a diffusion layer 2 is formed, and then, for example, a first polysilicon layer 3, a second polysilicon layer 4, etc. are formed, and an insulating film layer 5 is deposited and planarized. Next, as shown in FIG. 3B, a resist 6 is applied to form a plurality of contact holes, and patterned by a known photolithography (photolithography) technique.
The pattern of the contact holes 6a, 7a, 8a is obtained.

【0005】次に図3(c)のように、公知のドライエ
ッチング技術で一括抜きを行ない、コンタクト孔6a,
7a,8aを形成する。コンタクト孔形成方法はこの方
法もあるがさらに第2の従来方法がある。第2の従来法
を図4,5の断面図を追って説明する。
Next, as shown in FIG. 3 (c), the contact holes 6a,
7a and 8a are formed. This contact hole formation method is also used, but there is a second conventional method. The second conventional method will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0006】まず、図4(a)のように、半導体基板1
上に拡散層2等を形成し、次に、たとえば第1ポリシリ
コン層3、第2ポリシリコン層4等を形成し、絶縁膜層
5を堆積し平坦化する。次に、図4(b)のように、第
1コンタクト孔形成を第2ポリシリコン4上に形成すべ
く、公知のホトリソ(ホトリソグラフィ)技術でコンタ
クト孔6aを絶縁膜層5に形成する。
First, as shown in FIG. 4A, the semiconductor substrate 1
Diffusion layer 2 and the like are formed on top, and then, for example, first polysilicon layer 3 and second polysilicon layer 4 and the like are formed, and insulating film layer 5 is deposited and planarized. Next, as shown in FIG. 4B, in order to form the first contact hole formation on the second polysilicon 4, the contact hole 6a is formed in the insulating film layer 5 by a known photolithography (photolithography) technique.

【0007】次に、公知のドライエッチングでエッチン
グし、その後、第2のコンタクト孔7a形成をレジスト
7のパターンを用いて行なう。第2のコンタクト孔7a
は、第1ポリシリコン層3上に設ける。次に第3のコン
タクト孔8a形成をレジスト8のパターンを用いて行な
う。第3のコンタクト孔8aは拡散層2上に設ける。こ
の時、同時にコンタクトインプラ(インプランテーショ
ン)(不純物注入)10を打ち込み、第1、第2ポリシ
リコン層3,4の上部10aを高濃度にする(図4
(d))。
Next, etching is performed by known dry etching, and then the second contact hole 7a is formed using the pattern of the resist 7. Second contact hole 7a
Are provided on the first polysilicon layer 3. Next, the third contact hole 8a is formed using the pattern of the resist 8. The third contact hole 8a is provided on the diffusion layer 2. At this time, contact implantation (implantation) (impurity implantation) 10 is simultaneously performed to increase the concentration of the upper portions 10a of the first and second polysilicon layers 3 and 4 (FIG. 4).
(D)).

【0008】次に、図5(e)のように、レジスト11
でコンタクト孔8a以外をカバーし、コンタクトインプ
ラ12を打込む。基本的に前記コンタクトインプラ10
と12は異種不純物であり、打ち分けが必要である。次
に図5(f)のように、コンタクト孔6a,7a,8a
を埋め込むのであるが、本プロセスではコールドウオー
ル型の装置でブランケットタングステン13を埋め込ん
である。次に図5(g)のように、全面エッチバック技
術によりコンタクト孔6a,7a,8aにのみタングス
テン13aを残す。次に図5(h)のように、配線用メ
タルのために、まずTiN14,Al・Si・Cu1
5,TiN16を順に施し、配線のパターニングをレジ
スト17を用いて行なう。
Next, as shown in FIG. 5E, the resist 11 is formed.
Then, the area other than the contact hole 8a is covered, and the contact implanter 12 is driven. Basically the contact implant 10
And 12 are different kinds of impurities and need to be separated. Next, as shown in FIG. 5F, the contact holes 6a, 7a, 8a
In this process, the blanket tungsten 13 is buried by a cold wall type device. Next, as shown in FIG. 5 (g), the tungsten 13a is left only in the contact holes 6a, 7a, 8a by the overall etchback technique. Next, as shown in FIG. 5H, for the wiring metal, first, TiN14, Al.Si.Cu1
5, TiN 16 is applied in order, and wiring is patterned using the resist 17.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述したようにコンタ
クト孔を形成するために、コンタクト孔形成時点での表
面は平坦化されている。この時、逆に問題点として、エ
ッチングされる層の深さが異なってくるため、あるコン
タクト孔はオーバーエッチ量が多くなる。第1の従来法
の場合は、一番深いコンタクト孔を形成する迄にコンタ
クト孔の浅い部分がエッチングにさらされる時間が長く
なり、図3(c)に示すA,Bの部分のオーバーエッチ
等が問題となる。特にデバイス構造上一般にコンタクト
孔の浅い部分にゲート電極が必らずある為、ゲート破壊
を起こさないようチャージアップの生じない様にしなけ
ればならず、第2の従来技術の様に段差が多い場合、そ
れぞれにコンタクトホトリソを施し、それぞれにエッチ
ングする必要が生じて来るため、工程が繁雑であった。
またコンタクト孔も微細となるため、平坦化膜の絶縁膜
は、たとえばi線ステッパーなどは透過率が良く、粘度
よく開孔できない等の問題があった。
As described above, in order to form the contact hole, the surface is flattened at the time of forming the contact hole. At this time, conversely, as a problem, the depth of the layer to be etched is different, so that a certain contact hole has a large amount of overetching. In the case of the first conventional method, the time for exposing the shallowest part of the contact hole to etching becomes long until the deepest contact hole is formed, and the overetching of parts A and B shown in FIG. Is a problem. In particular, since the gate electrode is generally inevitable in the shallow portion of the contact hole due to the device structure, it is necessary to prevent charge-up from occurring so as not to cause gate breakdown, and when there are many steps as in the second conventional technique. The process was complicated because it was necessary to perform contact photolithography on each and etch each.
Further, since the contact hole is also fine, the insulating film of the flattening film has a problem that the i-line stepper, for example, has a high transmittance and the hole cannot be opened due to its high viscosity.

【0010】本発明は以上述べたコンタクトエッチング
時のオーバーエッチングを回避することとコンタクト孔
形成の繁雑さを解消するとともに、コンタクト開孔のホ
トリソは1回で行ない、なおかつゲート破壊、チャージ
アップの生じない形成方法を提供することにあり、なお
かつコンタクト開孔特性が向上する利点も合せもつ。
The present invention avoids the above-described overetching at the time of contact etching and eliminates the complexity of contact hole formation, and the photolithography of the contact opening is performed only once, and gate breakdown and charge-up occur. The present invention has the advantage of improving the contact opening characteristics as well as providing a method of forming the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的のため本発明
は、デバイス構造上深い孔、浅い孔を合せもつコンタク
ト孔の形成方法に於て、ホトリソの反射防止膜(AR
M)を利用し(本発明はTiN)、コンタクト孔のホト
リソを1回で行ない、コンタクト開孔特性を良くし、こ
のARM膜を利用してそれぞれを個々にエッチングし、
その都度同時にコンタクトインプラを施こすようにした
ものである。
For the above-mentioned purpose, the present invention provides a method for forming a contact hole having a deep hole and a shallow hole in terms of device structure, which is a photolithographic antireflection film (AR).
M) (the present invention is TiN), photolithography of the contact holes is performed once to improve the contact opening characteristics, and each of these is individually etched using this ARM film,
In each case, contact implants were applied at the same time.

【0012】[0012]

【作用】前述のように本発明は、ホトリソの反射防止膜
を利用し、コンタクトホトリソを一回で行ない、従がっ
てマスクは1枚で済み各エッチング工程を分割して行な
うようにしたので、深い孔、浅い孔の各露出部分のダメ
ージ、汚染を回避することが出来、ゲート電極上にコン
タクトホールを開孔する部分があっても、ゲート破壊を
起こさずチャージアップの生じないプロセスにすること
が出来る。
As described above, according to the present invention, the anti-reflection film of photolithography is used, contact photolithography is performed once, and accordingly, only one mask is required and each etching process is divided. Therefore, it is possible to avoid damage and contamination of each exposed part of deep hole and shallow hole, and even if there is a part to open a contact hole on the gate electrode, the process does not cause gate breakdown and charge up does not occur. You can do it.

【0013】[0013]

【実施例】図1ないし図2は本発明の実施例を示す工程
断面図であり、以下順を追って説明する。
1 to 2 are process sectional views showing an embodiment of the present invention, which will be described step by step below.

【0014】まず、図1(a)のように、半導体基板1
上に拡散層2を形成し、第1ポリシリコン層(たとえば
第1ゲート電極)3、第2ポリシリコン層4を形成した
後、平坦化絶縁膜5(たとえばBPSG(ボロン・リン
・シリケートガラス))をTEoS(テトラエトキシラ
ン)等で形成し(ここまでは従来同様である)、その
後、その上にホトリソ反射防止膜(ARM)、たとえば
TiN膜14を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, the semiconductor substrate 1
A diffusion layer 2 is formed thereon, a first polysilicon layer (eg, first gate electrode) 3 and a second polysilicon layer 4 are formed, and then a planarization insulating film 5 (eg, BPSG (boron phosphorus silicate glass)) is formed. ) Is formed of TEoS (tetraethoxylane) or the like (up to here is the same as before), and then a photolitho antireflection film (ARM), for example, a TiN film 14 is formed thereon.

【0015】次に、複数の所定位置(本例では3箇所)
にコンタクト6a,7a,8a開孔のためのレジスト6
を、図1(b)のように公知のホトリソ技術でパターニ
ングを行ない、レジストパターン6を得る。次に図1
(c)のように、第2ポリシリコン層4上のエッチング
を行なうが、同時に第1ポリシリコン3上、拡散層2上
のエッチングも進む。この時のエッチングは、どのコン
タクト孔(6a,7a,8a)も第2ポリシリコン層4
上の位置迄のエッチングとする。このエッチングにおい
ては、まず、TiN膜14のエッチングガスはBCl3
+Cl2 を用いる。このガスでエッチングすると、Ti
N膜14とBPSG5は同時にエッチングすることがわ
かっているため、BPSG5はガスをCF4 に変え、圧
力を上げエッチングする。
Next, a plurality of predetermined positions (three in this example)
Resist 6 for opening contacts 6a, 7a, 8a
Then, as shown in FIG. 1B, patterning is performed by a known photolithography technique to obtain a resist pattern 6. Next in FIG.
As shown in (c), the etching on the second polysilicon layer 4 is performed, but at the same time, the etching on the first polysilicon 3 and the diffusion layer 2 also progresses. The etching at this time is performed so that any contact hole (6a, 7a, 8a) is formed in the second polysilicon layer 4.
Etching to the upper position. In this etching, first, the etching gas for the TiN film 14 is BCl 3
+ Cl 2 is used. When etching with this gas, Ti
Since it is known that the N film 14 and the BPSG 5 are etched at the same time, the BPSG 5 changes the gas to CF 4 and increases the pressure to perform etching.

【0016】次に図1(c)のように、コンタクトイン
プラ10を全面に施こす。この場合、第2ポリシリコン
層4のみ不純物が打込まれ、その他のコンタクト孔7
a,8aでは絶縁膜5に打込まれる。次に図1(d)の
ように、6aのコンタクト孔のみレジスト9で覆い、7
aのコンタクトエッチングを行ない、第1ポリシリコン
層3上迄のエッチングをする。この時、8aのコンタク
ト孔もエッチングされる。レジスト9のない所はTiN
14がマスクとなる。また、インプラ(不純物注入)が
打込まれているため、エッチングレートが速くなってい
る。次に、第2ポリシリコン層4上と同種の不純物10
を第1ポリシリコン層3に打込む。この時、コンタクト
孔8aへも不純物が打込まれる。次に図2(e)のよう
に、6a,7aのコンタクト孔をレジスト11で覆い、
コンタクト孔8aをエッチングする。不純物が打込まれ
ている為、エッチングレートが速い。その後、コンタク
トインプラ12を打ち込む。以上でコンタクト孔、コン
タクトインプラが完了したことになる。その後、埋込用
ブランケットW13をコールドウオール型CUDで形成
する(図2(f))。次に全面エッチバックし、以後従
来法と同じ工程を行なう(図2(g)(h))。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the contact implant 10 is applied to the entire surface. In this case, impurities are implanted only in the second polysilicon layer 4 and other contact holes 7
In a and 8a, the insulating film 5 is implanted. Next, as shown in FIG. 1D, only the contact hole 6a is covered with the resist 9,
The contact etching of a is performed, and etching is performed up to the first polysilicon layer 3. At this time, the contact hole 8a is also etched. Where there is no resist 9, TiN
14 is a mask. Further, since the implantation (impurity implantation) is performed, the etching rate is high. Next, the same impurities 10 as those on the second polysilicon layer 4 are formed.
Are implanted into the first polysilicon layer 3. At this time, impurities are also implanted into the contact hole 8a. Next, as shown in FIG. 2E, the contact holes 6a and 7a are covered with a resist 11,
The contact hole 8a is etched. Since impurities are implanted, the etching rate is fast. After that, the contact implant 12 is driven. This completes the contact hole and contact implantation. After that, the embedding blanket W13 is formed of a cold wall type CUD (FIG. 2 (f)). Next, the entire surface is etched back, and thereafter, the same steps as the conventional method are performed (FIGS. 2 (g) (h)).

【0017】[0017]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ホトリソグラフィの反射防止膜を形成し、コンタク
ト孔のホトリソグラフィを一回で行なうようにしたので
マスクは1枚で済み、各エッチング工程を分割して行な
う事により、深い孔、浅い孔の各露出部分のダメージ・
汚染を回避することが出来、ゲート電極上にコンタクト
ホールを開孔する部分があっても、ゲート破壊を起こさ
ず、また、チャージアップの生じない製造方法を実現す
ることが出来る。
As described in detail above, according to the present invention, since the antireflection film for photolithography is formed and the photolithography of the contact hole is performed once, only one mask is required. By dividing the etching process, damage to exposed parts of deep holes and shallow holes
Contamination can be avoided, and even if there is a portion where a contact hole is formed on the gate electrode, a manufacturing method that does not cause gate breakdown and does not cause charge-up can be realized.

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

【図1】本発明の実施例(その1)FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例(その2)FIG. 2 is a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例1FIG. 3 Conventional Example 1

【図4】従来例2(その1)FIG. 4 Conventional Example 2 (1)

【図5】従来例2(その2)FIG. 5 Conventional Example 2 (Part 2)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 拡散層 3 第1ポリシリコン層 4 第2ポリシリコン層 5 平坦化絶縁膜 6 レジストパターン 6a,7a,8a コンタクト孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Diffusion layer 3 First polysilicon layer 4 Second polysilicon layer 5 Flattening insulating film 6 Resist pattern 6a, 7a, 8a Contact hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁
膜上にホトリソグラフィ反射防止膜を形成した後、コン
タクト孔を形成するようにしたことを特徴とする半導体
装置におけるコンタクト孔の形成方法。
1. Forming a contact hole in a semiconductor device, comprising forming an insulating film on a semiconductor substrate, forming a photolithographic antireflection film on the insulating film, and then forming a contact hole. Method.
JP20374992A 1992-07-30 1992-07-30 Forming method for contact hole in semiconductor device Pending JPH0653333A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20374992A JPH0653333A (en) 1992-07-30 1992-07-30 Forming method for contact hole in semiconductor device

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JP (1) JPH0653333A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263546A (en) * 1994-03-18 1995-10-13 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JP2015170763A (en) * 2014-03-07 2015-09-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device manufacturing method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263546A (en) * 1994-03-18 1995-10-13 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
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