JPS58132950A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58132950A JPS58132950A JP1608682A JP1608682A JPS58132950A JP S58132950 A JPS58132950 A JP S58132950A JP 1608682 A JP1608682 A JP 1608682A JP 1608682 A JP1608682 A JP 1608682A JP S58132950 A JPS58132950 A JP S58132950A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置の製造方法、特にＭＯ８型大規模
集積回路（ＭＯ８ＬＳＩ）あるいは、ＭＯ５型集積回路
（ＭＯ８ＩＣ）などの製作に際して多用される多層配線
間、たとえば層間絶縁膜上の配線とこの下側に位置し、
半導体基板内の領域に形成された電極とを電気的に接続
するいわゆるコンタクト窓の形成方法に関する。
集積回路（ＭＯ８ＬＳＩ）あるいは、ＭＯ５型集積回路
（ＭＯ８ＩＣ）などの製作に際して多用される多層配線
間、たとえば層間絶縁膜上の配線とこの下側に位置し、
半導体基板内の領域に形成された電極とを電気的に接続
するいわゆるコンタクト窓の形成方法に関する。
ＭＯ８ＬＳＩ 、ＭＯ８ＩＣなどでは、これの構成主体
であるＭＯＳトランジスタのゲート、ソースおよびドレ
インの各電極を相互接続するにあたシ、これらの上を覆
う絶縁膜にざらに相互接続用の金属配線層を７け、この
絶縁膜（層間絶縁膜）上の金属配線層と電極とを電気的
に接続するために層間絶縁膜の所定部分にコンタクト窓
を形成することが行われる。ところで、このコンタクト
窓の形成においては、個々のプロセスの微細化、薄膜化
を行ない素子の高密度化を計っているだめ、一定範囲の
精度内でかっ、均一性および製造の再現性を確保しなが
ら微細に仕上げることが不可欠である。
であるＭＯＳトランジスタのゲート、ソースおよびドレ
インの各電極を相互接続するにあたシ、これらの上を覆
う絶縁膜にざらに相互接続用の金属配線層を７け、この
絶縁膜（層間絶縁膜）上の金属配線層と電極とを電気的
に接続するために層間絶縁膜の所定部分にコンタクト窓
を形成することが行われる。ところで、このコンタクト
窓の形成においては、個々のプロセスの微細化、薄膜化
を行ない素子の高密度化を計っているだめ、一定範囲の
精度内でかっ、均一性および製造の再現性を確保しなが
ら微細に仕上げることが不可欠である。
かかるコンタクト窓の形成にあたり、従来はゲ７ｒト重
臣ソース電極ならびにドレイン電極を形成したのちに、
熱酸化による絶縁膜を形成し、その上に層間絶縁膜とし
て化学蒸着法（ｃｖｎ）により、ケイ酸ガラス膜（５ｉ
０２）もしくはリンケイ酸ガラス膜（Ｐ２Ｏ３−８ｉＯ
２）を形成したのち、ホトリソ工程で層間絶縁膜として
形成されたケイ酸ガラス膜もしくはリンケイ酸ガラス膜
ならびに熱酸化による絶縁膜をエツチングにより除去す
ることが行われていた。しかしながら、この方法ではエ
ツチング液として弗化水素酸溶液（ＨＦ）を用いている
だめに層間絶縁膜と熱酸化膜に対するエツチング速度が
異り、これらを完全に除去するためのエツチング処理を
施すとサイドエツチング量が大きくなるなどの問題が生
じる。このだめ微細で均一性の良いコンタクト窓形成が
困難であった。
臣ソース電極ならびにドレイン電極を形成したのちに、
熱酸化による絶縁膜を形成し、その上に層間絶縁膜とし
て化学蒸着法（ｃｖｎ）により、ケイ酸ガラス膜（５ｉ
０２）もしくはリンケイ酸ガラス膜（Ｐ２Ｏ３−８ｉＯ
２）を形成したのち、ホトリソ工程で層間絶縁膜として
形成されたケイ酸ガラス膜もしくはリンケイ酸ガラス膜
ならびに熱酸化による絶縁膜をエツチングにより除去す
ることが行われていた。しかしながら、この方法ではエ
ツチング液として弗化水素酸溶液（ＨＦ）を用いている
だめに層間絶縁膜と熱酸化膜に対するエツチング速度が
異り、これらを完全に除去するためのエツチング処理を
施すとサイドエツチング量が大きくなるなどの問題が生
じる。このだめ微細で均一性の良いコンタクト窓形成が
困難であった。
本発明は、上述の問題を解決すべくなされたも−のであ
り、本発明の方法ではゲート電極、ソースを覆う絶縁膜
上に先ず多結晶シリコン膜を被着したのち、この多結晶
シリコン膜上にシリコンナイトライド（５ｉ５Ｎ４ ）
膜を被着する。次いで、ホトリソグラフィ工程により、
コンタクト窓形成領域に位置するシリコンナイトライド
膜のみを残して他のシリコンナイトライド膜を除去する
。こののち残存するシリコンナイトライド膜をマスクと
して、この下側に形成されている多結晶シリコ：ｙ膜に
ｅ累算囲気中で高温加熱処理を施し、シリコンナイトラ
イド膜マスクで覆われることなく露呈していた多結晶シ
リコン膜部分を熱酸化膜に変換しこの熱酸化膜を層間絶
縁膜とする。そして最後にシリコンナイトライド膜、こ
の直下の多結晶シリコン膜、および最下層の絶縁膜を除
去することによりコンタクト窓を穿つことが行われる。
り、本発明の方法ではゲート電極、ソースを覆う絶縁膜
上に先ず多結晶シリコン膜を被着したのち、この多結晶
シリコン膜上にシリコンナイトライド（５ｉ５Ｎ４ ）
膜を被着する。次いで、ホトリソグラフィ工程により、
コンタクト窓形成領域に位置するシリコンナイトライド
膜のみを残して他のシリコンナイトライド膜を除去する
。こののち残存するシリコンナイトライド膜をマスクと
して、この下側に形成されている多結晶シリコ：ｙ膜に
ｅ累算囲気中で高温加熱処理を施し、シリコンナイトラ
イド膜マスクで覆われることなく露呈していた多結晶シ
リコン膜部分を熱酸化膜に変換しこの熱酸化膜を層間絶
縁膜とする。そして最後にシリコンナイトライド膜、こ
の直下の多結晶シリコン膜、および最下層の絶縁膜を除
去することによりコンタクト窓を穿つことが行われる。
以上説明してきた過程を第１図を参照して説明する。第
１図人は、半導体基板）を覆う絶縁膜２の上に多結晶シ
リコン膜３を被着し、さらに、多結晶シリコン膜３上に
シリコンナイトライド膜４を破着し、こののちコンタク
ト窓形成領域に位置するシリコンナイトライド膜４のみ
を選択的に残したのちの状態を示す。第１図Ｂは、酸素
雰囲気中で高温加熱を施し、コンタクト窓形成領域以外
の多結晶シリコン膜３を熱酸化膜３１に変換したのちの
状態を示す。第１図Ｃは、シリコンナイトライド膜４、
この直下の多結晶シリコン膜３および最下層の絶縁膜２
を除去してコンタクト窓５を形成したのちの状態を示す
図である。これらの処理工程中、第１図Ｂの状態を得る
だめの高温加熱による選択酸化では横方向酸化が起る。
１図人は、半導体基板）を覆う絶縁膜２の上に多結晶シ
リコン膜３を被着し、さらに、多結晶シリコン膜３上に
シリコンナイトライド膜４を破着し、こののちコンタク
ト窓形成領域に位置するシリコンナイトライド膜４のみ
を選択的に残したのちの状態を示す。第１図Ｂは、酸素
雰囲気中で高温加熱を施し、コンタクト窓形成領域以外
の多結晶シリコン膜３を熱酸化膜３１に変換したのちの
状態を示す。第１図Ｃは、シリコンナイトライド膜４、
この直下の多結晶シリコン膜３および最下層の絶縁膜２
を除去してコンタクト窓５を形成したのちの状態を示す
図である。これらの処理工程中、第１図Ｂの状態を得る
だめの高温加熱による選択酸化では横方向酸化が起る。
例えば横方向酸化の寸法幅が第１図Ｂで示すｂの寸法幅
であるとすると、実際に形成されるコンタクト窓の寸法
はａ −２ｂとなり、第１図人で示したシリコンナイト
ライド膜４の幅ａより敏微細なコンタクト窓形成が可能
となる。
であるとすると、実際に形成されるコンタクト窓の寸法
はａ −２ｂとなり、第１図人で示したシリコンナイト
ライド膜４の幅ａより敏微細なコンタクト窓形成が可能
となる。
以」−説明してきたように、本発明の方法ではコンタク
ト窓あけに際して選択酸化時の横方向酸化を積極的に利
用しているために、微細で均一性に優れたコンタクト窓
の形成がなされる。また多結晶シリコン膜の厚みが厚い
程横方向酸化が進むだめに、よシ微細なコンタクト窓を
得ようとするときには多結晶シリコン膜の厚みを増せば
よく、微細なコンタクト窓あけを意図するほどに、半導
体基板−と金属配線との絶縁効果が優れたものとなると
いっだ従来とは全く逆の効果が奏される。
ト窓あけに際して選択酸化時の横方向酸化を積極的に利
用しているために、微細で均一性に優れたコンタクト窓
の形成がなされる。また多結晶シリコン膜の厚みが厚い
程横方向酸化が進むだめに、よシ微細なコンタクト窓を
得ようとするときには多結晶シリコン膜の厚みを増せば
よく、微細なコンタクト窓あけを意図するほどに、半導
体基板−と金属配線との絶縁効果が優れたものとなると
いっだ従来とは全く逆の効果が奏される。
次に、本発明の実施例について第２図Ａ−Σを参照しつ
つ説明する。第２図人に示すように、半導体基板６に、
第１の拡散領域７および第２の拡散領域８を形成したの
ち、配線層としてポリシリコン層９ゲート絶縁膜９′と
介して形成し、さらにこれらの土表面に熱酸化による絶
縁膜１ｏを形成する。なお１１は厚い絶縁膜である。次
いで第２図Ｂに示すように、厚さ３ｏｏＯ入の多結晶シ
リコン膜１２を全面に形成し、さらにこの多結晶シリコ
ン膜１２上に厚さ１０００人のシリコンナイトライド膜
１３を形成したのち、このシリコンナイトライド膜１３
がコンタクト窓形成領域に４μｍの寸法幅で残るように
コンタクト窓形成領域以外のシリコンナイトライド膜１
３をエツチングで除去する。次にシリコンナイトライド
膜１３をマスクとして、９００’Ｃの酸素雰囲気中で１
４０分間熱処理を施し、多結晶シリコン膜１２を部分的
に熱酸化膜１２１に変換する。この熱処理でマスクとし
たシリコンナイトライド膜１３直下の多結晶シリコン膜
１２も横方向酸化のためにシリコンナイトライド膜１３
の端部から内方へ向って約０．７μｍ酸化される。
つ説明する。第２図人に示すように、半導体基板６に、
第１の拡散領域７および第２の拡散領域８を形成したの
ち、配線層としてポリシリコン層９ゲート絶縁膜９′と
介して形成し、さらにこれらの土表面に熱酸化による絶
縁膜１ｏを形成する。なお１１は厚い絶縁膜である。次
いで第２図Ｂに示すように、厚さ３ｏｏＯ入の多結晶シ
リコン膜１２を全面に形成し、さらにこの多結晶シリコ
ン膜１２上に厚さ１０００人のシリコンナイトライド膜
１３を形成したのち、このシリコンナイトライド膜１３
がコンタクト窓形成領域に４μｍの寸法幅で残るように
コンタクト窓形成領域以外のシリコンナイトライド膜１
３をエツチングで除去する。次にシリコンナイトライド
膜１３をマスクとして、９００’Ｃの酸素雰囲気中で１
４０分間熱処理を施し、多結晶シリコン膜１２を部分的
に熱酸化膜１２１に変換する。この熱処理でマスクとし
たシリコンナイトライド膜１３直下の多結晶シリコン膜
１２も横方向酸化のためにシリコンナイトライド膜１３
の端部から内方へ向って約０．７μｍ酸化される。
第２図Ｃはかかる熱処理後の状態を示す。第２図りは、
シリコンナイトライド膜１３、多結晶シリコン膜１２お
よび絶縁膜１０をそれぞれ除去して、コンタクト窓１４
を形成したのちの状態を示す図である。このようにして
形成したコンタクト窓１４の寸法幅は、第１図に関連し
て説明したコンタクト窓の寸法幅を示す式ａ −２ｂに
上述した数値を代入すると４−（０，７十０．７） ：
２．６となり、コンタクト窓１４の幅はシリコンナイト
ライド膜で設定した幅４μｍから３６％減少した。第２
図Ｅは、以上の過程を経た半導体基板内の第１．第２の
拡散領域７と８を結ぶ金属配線層１６の形成がなされた
状態を示す図であり、かかる方法で得られた半導体装置
では多結晶シリコン膜が熱酸化膜に変換されて層間絶縁
膜が形成されているため、その膜質は緻密なものであり
、しかも厚さも十分であるため、電気的に優れた絶縁効
果が得られる。
シリコンナイトライド膜１３、多結晶シリコン膜１２お
よび絶縁膜１０をそれぞれ除去して、コンタクト窓１４
を形成したのちの状態を示す図である。このようにして
形成したコンタクト窓１４の寸法幅は、第１図に関連し
て説明したコンタクト窓の寸法幅を示す式ａ −２ｂに
上述した数値を代入すると４−（０，７十０．７） ：
２．６となり、コンタクト窓１４の幅はシリコンナイト
ライド膜で設定した幅４μｍから３６％減少した。第２
図Ｅは、以上の過程を経た半導体基板内の第１．第２の
拡散領域７と８を結ぶ金属配線層１６の形成がなされた
状態を示す図であり、かかる方法で得られた半導体装置
では多結晶シリコン膜が熱酸化膜に変換されて層間絶縁
膜が形成されているため、その膜質は緻密なものであり
、しかも厚さも十分であるため、電気的に優れた絶縁効
果が得られる。
以上説明したところから明らかなように、本発明の方法
によれば実際に形成されるコンタクト窓の寸法幅がフォ
トリゾグラフィ工程で設定したコンタクト窓寸法幅より
さらに微細なものとなり、しかも、層間絶縁膜の特性が
向上するため、プロセスの微細化、素子の高密度化をは
かることができる。
によれば実際に形成されるコンタクト窓の寸法幅がフォ
トリゾグラフィ工程で設定したコンタクト窓寸法幅より
さらに微細なものとなり、しかも、層間絶縁膜の特性が
向上するため、プロセスの微細化、素子の高密度化をは
かることができる。
なお、以上の説明では、ＭＯＳＬＳｌ、ＭＯＳＩＣにお
ける多層配線を例示したが、本発明の方法はバイポーラ
ＩＣは勿論のこと、他の半導体装置の電極形成にも用い
ることができる。また、選択酸化のだめのマスクとなる
膜としてシリコンナイトライド膜を例示したが、他の酸
素不透膜を用いることもできる。
ける多層配線を例示したが、本発明の方法はバイポーラ
ＩＣは勿論のこと、他の半導体装置の電極形成にも用い
ることができる。また、選択酸化のだめのマスクとなる
膜としてシリコンナイトライド膜を例示したが、他の酸
素不透膜を用いることもできる。
第１図Ａ〜Ｇは本発明の製造方法の基本工程を説明する
ための工１断面図、第２図Ａ−Ｅは本発明の製造方法を
駆使して半導体装置を製造する実施例を示す工程断面図
である。 １．６・・・・・半導体基板、２．１０．１１・・・・
・・絶縁膜、３，９．１２・・・・・・多結晶シリコン
膜、４゜１３・・・・・・シリコンナイトライド膜、６
，１４・・・・・・コンタクト窓、７，８・・・・・・
拡散領域、３１，１２１・・・・・・多結晶シリコンを
熱酸化して得た層間絶縁膜、１６・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２Ｃ 第１図 Ａ Ｎ２ｒＩｉ
ための工１断面図、第２図Ａ−Ｅは本発明の製造方法を
駆使して半導体装置を製造する実施例を示す工程断面図
である。 １．６・・・・・半導体基板、２．１０．１１・・・・
・・絶縁膜、３，９．１２・・・・・・多結晶シリコン
膜、４゜１３・・・・・・シリコンナイトライド膜、６
，１４・・・・・・コンタクト窓、７，８・・・・・・
拡散領域、３１，１２１・・・・・・多結晶シリコンを
熱酸化して得た層間絶縁膜、１６・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２Ｃ 第１図 Ａ Ｎ２ｒＩｉ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）半導体基板上を覆う絶縁膜上に多結晶シリコン膜
を形成したのち、同多結晶シリコン膜上の所定域に酸素
不透膜を形成し、次いで酸化性雰囲気中で高温の加熱処
理を施し、前記多結晶シリコン膜を選択的に酸化し、こ
ののち前記酸素不透膜、間膜の直下に酸化されることな
く残存する前記多結晶シリコン膜およびこの直下の前記
絶縁膜を除去してコンタクト窓を形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法。 （２〕 多結晶シリコン膜の選択酸化された部分で層
間絶縁膜が形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の半導体装置の製造方法。 （３）多結晶シリコン膜を選択酸化して形成した絶縁膜
上に配線層が形成され、同配線層の一部がコンタクト窓
内にまで延圧されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608682A JPS58132950A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608682A JPS58132950A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58132950A true JPS58132950A (ja) | 1983-08-08 |
| JPH0379864B2 JPH0379864B2 (ja) | 1991-12-20 |
Family
ID=11906722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1608682A Granted JPS58132950A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58132950A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204629A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 電極の形成方法 |
| JPS63217630A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH03183137A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-08-09 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 自己整合コンタクト方法を利用した半導体装置製造方法 |
| US5198386A (en) * | 1992-06-08 | 1993-03-30 | Micron Technology, Inc. | Method of making stacked capacitors for DRAM cell |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP1608682A patent/JPS58132950A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204629A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 電極の形成方法 |
| JPS63217630A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH03183137A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-08-09 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 自己整合コンタクト方法を利用した半導体装置製造方法 |
| US5198386A (en) * | 1992-06-08 | 1993-03-30 | Micron Technology, Inc. | Method of making stacked capacitors for DRAM cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0379864B2 (ja) | 1991-12-20 |
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