JPH09232573A - コンタクト孔の形成方法 - Google Patents

コンタクト孔の形成方法

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JPH09232573A
JPH09232573A JP6184096A JP6184096A JPH09232573A JP H09232573 A JPH09232573 A JP H09232573A JP 6184096 A JP6184096 A JP 6184096A JP 6184096 A JP6184096 A JP 6184096A JP H09232573 A JPH09232573 A JP H09232573A
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JP
Japan
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film
contact hole
etching
insulating film
sin
Prior art date
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Pending
Application number
JP6184096A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Mizumura
章 水村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH09232573A publication Critical patent/JPH09232573A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線材料のエッチング残りによる短絡を防止
でき、且つ、コンタクト孔の形成後に形成する配線と下
層配線との絶縁耐圧を確保し易いコンタクト孔を下層配
線に対して自己整合的に形成する。 【解決手段】 凹部のみをSOG膜25で埋め、SOG
膜25とSiN膜16とを選択的に除去してコンタクト
孔21を形成する。コンタクト孔21を形成しない領域
はSOG膜25で平坦化されているので、多結晶Si膜
22のエッチング残りを防止できる。しかも、凹部のみ
をSOG膜25で埋めているので、SOG膜25を選択
的に除去する膜厚が薄くてよく、SiN膜16及びSi
2 膜14、15も同時にエッチングされるおそれが少
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、自己整合コン
タクト法と称されているコンタクト孔の形成方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図2、3は、MOSトランジスタのソー
ス/ドレインに対するコンタクト孔を自己整合コンタク
ト法で形成する本願の発明の夫々第1及び第2従来例を
示している。第1従来例では、図2(a)に示す様に、
Si基板11の表面にゲート酸化膜としてのSiO2
12を形成し、多結晶Si膜とWSi2 膜とを順次に堆
積させてタングステンポリサイド層13を形成し、更
に、膜厚が200nm程度のSiO2 膜14を堆積させ
る。
【0003】その後、SiO2 膜14とタングステンポ
リサイド層13とをRIEでゲート電極のパターンに加
工し、LDD構造用の低濃度の拡散層(図示せず)をS
i基板11に形成する。そして、SiO2 膜15等でL
DD構造用の側壁スペーサをタングステンポリサイド層
13及びSiO2 膜14に形成し、ソース/ドレインと
しての高濃度の拡散層(図示せず)をSi基板11に形
成する。
【0004】その後、膜厚が100nm程度であるSi
N膜16を減圧CVD法で堆積させ、コンタクト孔を形
成すべき領域に開口17aを有するレジスト17をSi
N膜16上に形成する。そして、図2(b)に示す様
に、レジスト17をマスクにして、下記の様にSiO2
に対するSiNのエッチング選択比が大きい条件で、S
iN膜16に対してRIEを行う。
【0005】
【0006】この結果、ソース/ドレインに対するコン
タクト孔21が、ゲート電極であるタングステンポリサ
イド層13に対して自己整合的に形成される。その後、
レジスト17を除去し、多結晶Si膜22をCVD法で
堆積させる。そして、多結晶Si膜22に対してRIE
を行って、この多結晶Si膜22で配線を形成する。
【0007】次に、第2従来例を説明する。この第2従
来例でも、図3(a)に示す様に、SiN膜16の堆積
までは、図2に示した第1従来例と実質的に同様の工程
を実行する。しかし、この第2従来例では、その後、表
面が平坦なSiO2 膜23をSiN膜16上に形成し、
コンタクト孔を形成すべき領域に開口17aを有するレ
ジスト17をSiO2 膜23上に形成する。
【0008】次に、図3(b)に示す様に、レジスト1
7をマスクにして、下記の様にSiNに対するSiO2
のエッチング選択比が大きい条件で、SiO2 膜23に
対してRIEを行う。そして、その後は再び上述の第1
従来例と同じ条件でSiN膜16に対してRIEを行っ
て、コンタクト孔21を形成し、更に、多結晶Si膜2
2で配線を形成する。
【0009】 ガス:C4 8 /CO/Ar=10/100/300sccm 圧力:5.3Pa 高周波出力:1600W 温度:20℃ エッチング速度:SiN=30nm/分 SiO2 =400nm/分 Si=10nm/分
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の第1
従来例では、図2(b)に示した様に、コンタクト孔2
1以外の領域にも多結晶Si膜22の下地に段差部が存
在しているので、RIEによる多結晶Si膜22のパタ
ーニング後に、ストリンガ24と称される多結晶Si膜
22のエッチング残りが段差部に生じる。このため、配
線としての多結晶Si膜22同士がストリンガ24を介
して短絡するおそれがあった。
【0011】一方、上述の第2従来例では、図3(b)
に示した様に、SiO2 膜23のために、コンタクト孔
21以外の領域では多結晶Si膜22の下地が平坦化さ
れているので、RIEによる多結晶Si膜22のパター
ニング後にも、ストリンガ24は生じない。
【0012】しかし、この第2従来例では、図3(a)
に示した様に、コンタクト孔21を形成しない領域であ
るタングステンポリサイド層13上におけるSiO2
23の膜厚aよりも、コンタクト孔21を形成する領域
であるタングステンポリサイド層13間におけるSiO
2 膜23の膜厚bの方が遙に厚いので、SiO2 膜23
に対するRIE時に、タングステンポリサイド層13上
のSiN膜16に過剰なオーバエッチングが加えられ
る。
【0013】このため、既述の様にSiNに対するSi
2 のエッチング選択比が大きい条件でSiO2 膜23
に対するRIEを行っても、有機物であるレジスト17
がエッチングされて生じるガス等のためにSiNに対す
るSiO2 のエッチング選択比が低下することとも相ま
って、図3(b)に示した様に、タングステンポリサイ
ド層13上のSiN膜16が消失して、その下地のSi
2 膜14、15までエッチングされるおそれがあっ
た。
【0014】従って、この第2従来例では、多結晶Si
膜22とタングステンポリサイド層13との間で絶縁不
良が生じるおそれがあった。なお、SiN膜16の膜厚
を厚くすれば、SiO2 膜23のRIE時におけるSi
N膜16の消失を防止することができるが、SiO2
14、15、23とSiN膜16との間の応力が大きく
なり、SiN膜16の膜厚を100nm程度にするとク
ラックが生じるので、SiN膜16の膜厚はあまり厚く
することができない。
【0015】つまり、上述の第1または第2従来例でコ
ンタクト孔21を形成しても、配線としての多結晶Si
膜22同士がストリンガ24を介して短絡したり、多結
晶Si膜22とタングステンポリサイド層13との間で
絶縁不良が生じたりするおそれがあって、信頼性の高い
半導体装置を製造することが困難であった。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1のコンタクト孔
の形成方法は、凸部とこれら凸部同士の間の凹部とを有
する下地上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜とエッチング特性が異なり且つ前記凹部のみを
埋める第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜上に形成する工
程と、前記第1の絶縁膜よりもエッチング速度が速い条
件で、コンタクト孔を形成すべき領域から前記第2の絶
縁膜をエッチングで除去する工程と、前記除去の後に、
前記下地よりもエッチング速度が速い条件で、前記領域
から前記第1の絶縁膜をエッチングで除去して前記コン
タクト孔を形成する工程とを具備することを特徴として
いる。
【0017】請求項2のコンタクト孔の形成方法は、請
求項1のコンタクト孔の形成方法において、前記第2の
絶縁膜の前記除去をウエットエッチングで行うことを特
徴としている。
【0018】請求項3のコンタクト孔の形成方法は、請
求項1のコンタクト孔の形成方法において、減圧CVD
法で堆積させたSiN膜を前記第1の絶縁膜として用
い、SOG膜を前記第2の絶縁膜として用いることを特
徴としている。
【0019】本願の発明によるコンタクト孔の形成方法
では、凹部を埋めた第2の絶縁膜のうちでコンタクト孔
を形成すべき領域の部分のみを除去しており、コンタク
ト孔を形成しない領域には第2の絶縁膜を残しているの
で、コンタクト孔以外の領域は平坦化されている。この
ため、コンタクト孔を形成した後に配線を形成する際
に、配線材料のエッチング残りを防止することができ
る。
【0020】しかも、第2の絶縁膜で凹部を埋めている
だけであるので、凸部上にも第2の絶縁膜を形成する場
合に比べて、コンタクト孔を形成すべき領域から第2の
絶縁膜を除去する際にエッチングする膜厚が薄くてよ
い。このため、第2の絶縁膜のエッチングによって凸部
上の第1の絶縁膜及び下地も同時にエッチングされるお
それが少ない。
【0021】また、ウエットエッチングはドライエッチ
ングよりもエッチング選択比を大きくすることができる
ので、第2の絶縁膜の除去をウエットエッチングで行え
ば、第2の絶縁膜のエッチングによって凸部上の第1の
絶縁膜及び下地も同時にエッチングされるおそれが更に
少ない。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、MOSトランジスタのソー
ス/ドレインに対するコンタクト孔を自己整合コンタク
ト法で形成する本願の発明の一実施形態を、図1を参照
しながら説明する。本実施形態でも、図1(a)に示す
様に、SiN膜16を堆積させるまでは、図2、3に示
した第1及び第2従来例と実質的に同様の工程を実行す
る。
【0023】しかし、本実施形態では、その後、回転塗
布及び焼成でSOG膜25を形成し、タングステンポリ
サイド層13上のSiN膜16の表面が露出するまでS
OG膜25の全面をエッチバックして、タングステンポ
リサイド層13間の凹部のみをSOG膜25で埋める。
そして、コンタクト孔を形成すべき領域に開口17aを
有するレジスト17をSOG膜25及びSiN膜16上
に形成する。
【0024】なお、SOG膜25のエッチバック時にレ
ジストをマスクとして用いていないので、レジストがエ
ッチングされて生じるガス等のためにSiNに対するS
OGのエッチング選択比が低下することはない。
【0025】次に、HF0.6重量%、H2 O99.4
重量%の希弗酸で、図1(b)に示す様に、レジスト1
7をマスクにしてSOG膜25に対するウエットエッチ
ングを行う。この時のエッチング速度は、SOG膜25
が200nm/分であり、SiN膜16が0.5nm/
分未満である。
【0026】その後、図1(c)(d)に示す様に、再
び、図2、3に示した第1及び第2従来例と実質的に同
様に、SiN膜16に対するRIEでコンタクト孔21
を形成し、多結晶Si膜22の堆積及びRIEで配線を
形成する。多結晶Si膜22に対するRIEで配線を形
成した後は、SOG膜25をウエットエッチングで除去
してもよく残存させておいてもよい。
【0027】なお、以上の実施形態では、図1(a)の
工程において、SOG膜25を選択的に除去するために
ウエットエッチングを行ったが、等方性ドライエッチン
グによってSOG膜25を選択的に除去してもよい。ま
た、この図1(a)の工程において、SiN膜16の目
減りを許容することができる範囲まで等方性ドライエッ
チングを行い、その後に仕上げとしてウエットエッチン
グを行ってもよい。
【0028】また、以上の実施形態は、MOSトランジ
スタのソース/ドレインに対するコンタクト孔の形成に
本願の発明を適用したものであるが、MOSトランジス
タのソース/ドレイン以外の拡散層に対するコンタクト
孔や配線同士のコンタクト孔等の形成にも本願の発明を
適用することができる。
【0029】
【発明の効果】本願の発明によるコンタクト孔の形成方
法では、コンタクト孔を形成した後に配線を形成する際
に、配線材料のエッチング残りを防止することができる
ので、このエッチング残りによる配線同士の短絡を防止
することができ、しかも、第2の絶縁膜のエッチングに
よって凸部上の第1の絶縁膜及び下地も同時にエッチン
グされるおそれが少ないので、コンタクト孔を形成した
後に形成する配線と下層の配線との絶縁耐圧を確保し易
くて、信頼性の高い半導体装置を製造することができ
る。
【0030】また、第2の絶縁膜の除去をウエットエッ
チングで行えば、第2の絶縁膜のエッチングによって凸
部上の第1の絶縁膜及び下地も同時にエッチングされる
おそれが更に少ないので、コンタクト孔を形成した後に
形成する配線と下層の配線との絶縁耐圧を更に確保し易
くて、更に信頼性の高い半導体装置を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の一実施形態を工程順に示す側断面
図である。
【図2】本願の発明の第1従来例を工程順に示す側断面
図である。
【図3】本願の発明の第2従来例を工程順に示す側断面
図である。
【符号の説明】
14 SiO2 膜 15 SiO2 膜 16 S
iN膜 21 コンタクト孔 25 SOG膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凸部とこれら凸部同士の間の凹部とを有
    する下地上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜とエッチング特性が異なり且つ前記凹
    部のみを埋める第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜上に形
    成する工程と、 前記第1の絶縁膜よりもエッチング速度が速い条件で、
    コンタクト孔を形成すべき領域から前記第2の絶縁膜を
    エッチングで除去する工程と、 前記除去の後に、前記下地よりもエッチング速度が速い
    条件で、前記領域から前記第1の絶縁膜をエッチングで
    除去して前記コンタクト孔を形成する工程とを具備する
    ことを特徴とするコンタクト孔の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記第2の絶縁膜の前記除去をウエット
    エッチングで行うことを特徴とする請求項1記載のコン
    タクト孔の形成方法。
  3. 【請求項3】 減圧CVD法で堆積させたSiN膜を前
    記第1の絶縁膜として用い、 SOG膜を前記第2の絶縁膜として用いることを特徴と
    する請求項1記載のコンタクト孔の形成方法。
JP6184096A 1996-02-23 1996-02-23 コンタクト孔の形成方法 Pending JPH09232573A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359166B1 (ko) * 1999-12-30 2002-10-31 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 콘택 플러그 형성방법
KR100379531B1 (ko) * 2000-12-29 2003-04-10 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
KR100510998B1 (ko) * 2000-09-26 2005-08-30 주식회사 하이닉스반도체 스토리지 노드 콘택 형성 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359166B1 (ko) * 1999-12-30 2002-10-31 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 콘택 플러그 형성방법
KR100510998B1 (ko) * 2000-09-26 2005-08-30 주식회사 하이닉스반도체 스토리지 노드 콘택 형성 방법
KR100379531B1 (ko) * 2000-12-29 2003-04-10 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법

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