JPH08181121A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH08181121A
JPH08181121A JP32510994A JP32510994A JPH08181121A JP H08181121 A JPH08181121 A JP H08181121A JP 32510994 A JP32510994 A JP 32510994A JP 32510994 A JP32510994 A JP 32510994A JP H08181121 A JPH08181121 A JP H08181121A
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JP
Japan
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film
etching
silicate glass
exposed
diffusion layer
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Application number
JP32510994A
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English (en)
Inventor
Shigeru Fujita
繁 藤田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチングストッパ層を用いてコンタクトホ
ール等の接続孔を形成する際、接続孔の不必要な広がり
を抑制し、上層配線層の加工の余裕をとれるようにした
半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 拡散層5が形成された半導体基板12上にエ
ッチングストッパとなるSiN(又はSiO2 )膜9を
形成し、不純物含有のシリケートガラス膜6(BPSG
膜)を形成し、この膜6上に、拡散層5に対するコンタ
クト部分以外の部分に開口を有する耐エッチングマスク
10(レジスト)を形成し、異方性エッチングにより開
口に露出するガラス膜6をSiNが露出するまでエッチ
ングし、Si酸化膜7を形成し、平坦化を行い、選択エ
ッチングにより露出するガラス膜6をエッチングし、コ
ンタクト部分のSiN膜等をエッチングして拡散層5を
露出させ、露出した拡散層5にコンタクトする電極配線
8を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、例えば、微細化集積化した半導体
装置(例えばMOS集積回路)の製造方法として利用す
ることができる。
【0002】
【従来技術及びその問題点】従来より半導体装置の分野
例えばMOS集積回路において、微細な電極配線コンタ
クトを実現する方法として、セルフアラインコンタクト
が考案されている。その形成方法のひとつに、コンタク
ト形成エッチングを行うために等方性エッチングを行う
とともに、シリコン窒化膜などをこのときのエッチング
ストッパとして使用する手法がある。これは、配線層間
絶縁膜に使用するシリコン酸化膜と、エッチングストッ
パとしたシリコン窒化膜との選択比が大きくとれること
を利用している。
【0003】しかしその場合、図12に特に符号Aで示
すように、層間絶縁膜7にサイドエッチングが生じ、そ
れによりコンタクトホールの開口面積が不要に大きくな
るという問題が生じる。このため、コンタクトホール形
成後に上層配線層を形成する場合の、その上層配線層の
加工のマージンが小さくなってしまう。
【0004】なお図12中、符号1はポリシリコン膜、
2はWSi膜、3はオフセット酸化膜で、これらにより
ポリサイドゲート構造が形成されている。符号4はサイ
ドウォールである。符号5は拡散層である。符号6はB
PSG膜、7は配線層間絶縁膜であり、ここに形成され
るコンタクトホール1aが、図の如く広がってしまう。
【0005】
【発明の目的】本発明は、コンタクトホール等の接続孔
の不必要な広がりを抑制し、上層配線層の加工の余裕を
とれるようにした半導体装置の製造方法を提供せんとす
るものである。
【0006】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項1の発明
は、拡散層が形成された半導体基板上にシリコン窒化膜
を形成する工程と、不純物ドープのシリケートガラス膜
を形成する工程と、前記シリケートガラス膜上に前記拡
散層に対するコンタクト部分以外の部分に開口を有する
耐エッチングマスクを形成する工程と、異方性エッチン
グにより前記開口に露出するシリケートガラスを前記シ
リコン窒化膜が露出するまでエッチングする工程と、シ
リコン酸化膜を形成し、平坦化を行う工程と、選択エッ
チングにより露出するシリケートガラス膜をエッチング
する工程と、前記コンタクト部分のシリコン窒化膜をエ
ッチングして前記拡散層を露出させる工程と、露出した
前記拡散層にコンタクトする電極配線を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【0007】本出願の請求項2の発明は、拡散層が形成
された半導体基板上にシリコン酸化膜を形成する工程
と、不純物ドープのシリケートガラス膜を形成する工程
と、前記シリケートガラス膜上に前記拡散層に対するコ
ンタクト部分以外の部分に開口を有する耐エッチングマ
スクを形成する工程と、異方性エッチングにより前記開
口に露出するシリケートガラスを前記シリコン酸化膜が
露出するまでエッチングする工程と、シリコン酸化膜を
形成し、平坦化を行う工程と、選択エッチングにより露
出するシリケートガラス膜をエッチングする工程と、前
記コンタクト部分のシリコン酸化膜をエッチングして前
記拡散層を露出させる工程と、露出した前記拡散層にコ
ンタクトする電極配線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であって、これにより
上記目的を達成するものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、シリケートガラス膜上に拡散
層に対するコンタクト部分以外の部分に開口を有する耐
エッチングマスクを形成して、これをマスクにシリケー
トガラスをエッチングし、シリコン酸化膜を形成して平
坦化を行い、その後選択エッチングにより露出するシリ
ケートガラス膜をエッチングするようにしたので、コン
タクトの不必要な広がりを防止して、半導体装置を製造
することができる。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。但し、
当然のことではあるが、本発明は以下の実施例により限
定を受けるものではない。
【0010】実施例1 本実施例は、半導体装置の製造方法の改良に関するもの
で、特に、拡散層に対する電極配線コンタクト部を改良
した半導体装置の製造方法を提供するものである。以下
に図1及び図2ないし図9を参照しながら、本実施例を
説明する。
【0011】図1は、本実施例に係る半導体装置のコン
タクト部形成後の構造を断面図で示すものである。図1
中、符号1はポリシリコン膜、2はWSi膜、3はオフ
セット酸化膜で、これらによりゲート構造が形成されて
いる。符号4はサイドウォールである。符号5は拡散層
である。符号6はBPSG膜、7は配線層間絶縁膜であ
り、ここに接続孔1aであるコンタクトホールが形成さ
れる。
【0012】図2ないし図9はこの実施例によるMOS
型半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0013】本実施例においては、拡散層5が形成され
た半導体基板12上にシリコン窒化膜9を形成する工程
と(図2)、不純物ドープのシリケートガラス膜6(こ
こではBPSG膜)を形成する工程と(図3)、このシ
リケートガラス膜6上に、拡散層5に対するコンタクト
部分以外の部分に開口を有する耐エッチングマスク10
(ここではレジスト)を形成する工程と(図3)、異方
性エッチングにより前記開口に露出するシリケートガラ
ス6を前記シリコン窒化膜3が露出するまでエッチング
する工程と(図4)、シリコン酸化膜7を形成し、平坦
化を行う工程と(図5)、選択エッチングにより露出す
るシリケートガラス膜6(図6)をエッチングする工程
と(図7)、前記コンタクト部分のシリコン窒化膜をエ
ッチングして拡散層5を露出させる工程と(図8)、露
出した拡散層5にコンタクトする電極配線8を形成する
工程と(図9)を有するものである。
【0014】更に詳しくは、本実施例においては図2に
示すようにシリコン基板12上にゲート酸化膜を介して
ポリシリコン膜1及びWSi膜2(ポリサイド構造)に
よりゲート電極を形成する。ゲート電極上にはこれと同
時にパターン形成されるCVDシリコン酸化膜3が積層
されている(これはオフセット酸化膜と呼ばれてい
る)。これら電極とオフセット酸化膜の側壁にはCVD
シリコン酸化膜によるサイドウォール4を形成する。そ
の後不純物のイオン注入によりソース、ドレイン拡散層
5を形成する。その後エッチングストッパ膜としてシリ
コン窒化膜9をCVDにより形成する。
【0015】ここまでの工程は、従来技術におけると同
様である。
【0016】その後図3に示すように不純物含有シリケ
ートガラスとしてボロン燐シリケートガラス膜(BPS
G膜)6を形成する。その後コンタクトホールと同じ大
きさ(0.3〜0.5μm)で、図3に示すような構造
になるようにリソグラフィーによりレジストパターニン
グを行い、レジストマスク10を形成する。
【0017】その後図4に示すようにBPSG膜6の異
方性エッチング(RIE)を行う。ここでBPSG膜6
のエッチングは図4に示すようにオフセット酸化膜3上
のシリコン窒化膜9までをエッチングするようにする。
その後レジストマスク10をはく離する。
【0018】その後図5に示すように配線層間絶縁膜7
としてシリコン酸化膜を形成する。ここでシリコン酸化
膜はバイアスECR−CVD法により形成する。このバ
イアスECR−CVDによって成膜されたシリコン酸化
膜は熱酸化膜とほぼ変わらない膜質を有することがわか
っている。
【0019】その後図6に示すようにCMP(ケミカル
・メカニカル・ポリッシュ)などにより平坦化を行う。
【0020】その後図7に示すようにBPSG膜6のエ
ッチングを行う。ここでBPSG膜6のエッチングは、
無水HF選択エッチングプロセスを使用する。BPSG
膜は吸湿性の膜なので無水HFと反応してエッチングが
進むが、バイアスECR−CVD法により形成したシリ
コン酸化膜7はエッチングが進まない(この事実につい
ては、本発明者において詳細に検証済である)。このた
めエッチング後の形状は図7のようにBPSG膜6のみ
が選択的にエッチングされる。またコンタクトホール1
aが不要に大きく開口することもなくなる。
【0021】その後図8に示すようにコンタクト部分に
露出するシリコン窒化膜9の異方性エッチング(RI
E)を行う。この場合のシリコン窒化膜のエッチング条
件は、シリコン酸化膜との選択比が大きくとれる条件で
行う。
【0022】以上、本実施例ではコンタクトホールエッ
チングに無水HFによる選択エッチングを行うことによ
り、コンタクトホールを不要に大きくすることなく形成
でき、前記従来の問題点を解決する。
【0023】本実施例によれば、コンタクトホールが不
要に大きく広がらないために、上層配線層の加工が行い
易くなる。具体的には上層配線層のリソグラフィーパタ
ーニングのマージンが大きくなる、上層配線層のエッチ
ング時のマージンが大きくなる、本コンタクトホールに
対する上層配線層のかぶり部分が小さくできるため、上
層配線層のデザインに余裕が生じる、などの効果が得ら
れる。
【0024】実施例2 次に上記実施例1の変形例を実施例2として、図10及
び図11を参照しながら説明する。
【0025】実施例1ではエッチングストッパとしてシ
リコン窒化膜を使用したが、本実施例ではエッチングス
トッパとして図10に示すようにシリコン酸化膜11を
使用する。このシリコン酸化膜11は、バイアスECR
−CVD法により形成した。またはLP−CVDにより
形成したシリコン酸化膜をアニールして形成することも
できる。層間絶縁膜7形成後の構造を図10に示し、上
層配線8形成後の構造を図11に示す。
【0026】その他の形成方法については実施例1と変
わらないが、コンタクト部分のシリコン酸化膜11のエ
ッチング(実施例1では図8のシリコン窒化膜エッチン
グに相当)の時には、配線層間絶縁膜7がシリコン酸化
膜11と同じ膜厚だけエッチングされることになる。
【0027】従って本実施例2においては、図11に示
すように配線層間絶縁膜7はあらかじめその分だけ厚く
形成する必要がある。図10中エッチング前の厚さをT
1 で示し、図11にT2 でエッチング後の厚さを示す。
その差T1 −T2 の分だけ、厚く形成しておく必要があ
るわけである。
【0028】即ち本実施例は、拡散層が形成された半導
体基板12上にシリコン酸化膜11を形成する工程と、
不純物ドープのシリケートガラス膜6(ここではBPS
G膜)を形成する工程と、前記シリケートガラス膜6上
に、拡散層5に対するコンタクト部分以外の部分に開口
を有する耐エッチングマスク10を形成する工程と、異
方性エッチングにより前記開口に露出するシリケートガ
ラス6を前記シリコン酸化膜11が露出するまでエッチ
ングする工程と、シリコン酸化膜7を形成し、平坦化を
行う工程と、選択エッチングにより露出するシリケート
ガラス膜をエッチングする工程(図10)と、前記コン
タクト部分のシリコン酸化膜7をエッチングして拡散層
5を露出させる工程と、露出した前記拡散層5にコンタ
クトする電極配線8を形成する工程(図11)とを有す
るものである。
【0029】変形例 以上説明した実施例1及び実施例2の両者について、ボ
ロン燐シリケートガラス(BPSG)膜の替わりに、燐
シリケートガラス(PSG)膜、ボロンシリケートガラ
ス(BPG)膜を用いて実施した。これにより同様の効
果が得られた。その他の不純物含有ガラスについても同
様であった。
【0030】また上記実施例ではCVDシリコン酸化膜
のサイドウォール付きのMOSトランジスタを用いてフ
ォトレジストパターンの窓より小さいコンタクトホール
をゲート電極間にセルフアラインで形成する場合を説明
したが、このようなサイドウォールのないMOSトラン
ジスタを集積形成する場合にも、本発明は有効である。
その場合もコンタクト電極配線がゲート電極と短絡する
事態は当然防止する必要がある。そのためには例えばゲ
ート電極の熱酸化膜でカバーする。その他本発明はその
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンタクトホール等の接続孔の不必要な広がりを抑制
し、上層配線層の加工の余裕をとれるようにした半導体
装置の製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の基本構造を示す図であ
る。
【図2】 実施例1の工程を示す図である(1)。
【図3】 実施例1の工程を示す図である(2)。
【図4】 実施例1の工程を示す図である(3)。
【図5】 実施例1の工程を示す図である(4)。
【図6】 実施例1の工程を示す図である(5)。
【図7】 実施例1の工程を示す図である(6)。
【図8】 実施例1の工程を示す図である(7)。
【図9】 実施例1の工程を示す図である(8)。
【図10】 実施例2の工程を示す図である(1)。
【図11】 実施例2の工程を示す図である(2)。
【図12】 従来技術の基本構造及びその問題点を示す
図である。
【符号の説明】
1 ポリシリコン膜 2 WSi膜 3 オフセット酸化膜 4 サイドウォール 5 拡散層 6 BPSG膜 7 配線層間絶縁膜 8 上層配線層 9 シリコン酸化膜 10 レジスト 11 シリコン酸化膜 12 半導体基板(シリコン基板)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】拡散層が形成された半導体基板上にシリコ
    ン窒化膜を形成する工程と、 不純物ドープのシリケートガラス膜を形成する工程と、 前記シリケートガラス膜上に前記拡散層に対するコンタ
    クト部分以外の部分に開口を有する耐エッチングマスク
    を形成する工程と、 異方性エッチングにより前記開口に露出するシリケート
    ガラスを前記シリコン窒化膜が露出するまでエッチング
    する工程と、 シリコン酸化膜を形成し、平坦化を行う工程と、 選択エッチングにより露出するシリケートガラス膜をエ
    ッチングする工程と、 前記コンタクト部分のシリコン窒化膜をエッチングして
    前記拡散層を露出させる工程と、 露出した前記拡散層にコンタクトする電極配線を形成す
    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。
  2. 【請求項2】拡散層が形成された半導体基板上にシリコ
    ン酸化膜を形成する工程と、 不純物ドープのシリケートガラス膜を形成する工程と、 前記シリケートガラス膜上に前記拡散層に対するコンタ
    クト部分以外の部分に開口を有する耐エッチングマスク
    を形成する工程と、 異方性エッチングにより前記開口に露出するシリケート
    ガラスを前記シリコン酸化膜が露出するまでエッチング
    する工程と、 シリコン酸化膜を形成し、平坦化を行う工程と、 選択エッチングにより露出するシリケートガラス膜をエ
    ッチングする工程と、 前記コンタクト部分のシリコン酸化膜をエッチングして
    前記拡散層を露出させる工程と、 露出した前記拡散層にコンタクトする電極配線を形成す
    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。
JP32510994A 1994-12-27 1994-12-27 半導体装置の製造方法 Pending JPH08181121A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967408B1 (en) 1997-04-30 2005-11-22 Micron Technology, Inc. Gate stack structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967408B1 (en) 1997-04-30 2005-11-22 Micron Technology, Inc. Gate stack structure

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