JPS58201328A - 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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JPS58201328A
JPS58201328A JP8583682A JP8583682A JPS58201328A JP S58201328 A JPS58201328 A JP S58201328A JP 8583682 A JP8583682 A JP 8583682A JP 8583682 A JP8583682 A JP 8583682A JP S58201328 A JPS58201328 A JP S58201328A
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JP
Japan
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film
opening
wiring
window
insulating film
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Pending
Application number
JP8583682A
Other languages
English (en)
Inventor
Juro Yasui
安井 十郎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS58201328A publication Critical patent/JPS58201328A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、特に厚い絶縁膜にコン
タクト窓を形成出来る製造方法に関する。
大規模集積回路(LSI)の高密度化が進むにともなっ
て半導体基板表面に微細な絶縁体、半導体又は金属の薄
膜パターンを形成する必要があるが、特にAt等の金属
による上部配線パターンはそれ以前に形成された薄膜パ
ターンによる多数の複雑な凹凸のある半導体基板表面に
形成しなければならない。従来はこの上部配線パターン
の形成を容易にするために半導体基板表面の凹凸を減少
させる目的で、高濃度のPを含んだリンケイ酸ガラス(
PSG)膜を形成し熱処理を施すことによって流動させ
る、いわゆるPSGリフロー処理を行なっている。しか
しこのりフロー処理により前述の凹凸を十分に減少する
にはPSG嘆の膜厚が大きくなければならない。
しかるにPSG膜の膜厚が大きいと上部配線と下部配線
やSt基板中のソース、ドレイン等との接続のために開
口した微細な寸法のコンタクト窓内で上部配線が断線し
たり1、大電流が流れたときに溶断しやすく、製造歩留
や信頼性上大きな問題となる。
以下第1図を用いて詳細に説明する。第1図において1
はP形Si基板J2はn形のソース、ドレイン、3は多
結晶St  よりなる下部配線、4はリフロー処理を施
しだPSG膜、5はコンタクト窓、6ばAQ  よりな
る上部配線である。
例えば膜厚0.8μmのPSG膜4にコンタクト窓6本 を開口する際には、PSG膜4の膜厚によらず半トレジ
スト膜に形成された微細な寸法の開口部寸法に忠実な寸
法のコンタクト窓6を開口するのが望ましく、そのため
に縦方向(膜厚方向)のエツチング速度か横方向のそれ
よりも十分大きい異方性エツチング法、例えば反応性イ
オンエツチング法が用いられる。
しかしながら、このようにして形成されたコンタクト窓
6の側壁は急峻にきり立っているので上部配線6を形成
するためAfi薄膜をたとえステップカバレッジが良い
といわれるスパッタリング法で形成してもコンタクト窓
6の側壁や底には十分の厚さのA℃薄膜が形成されず、
又殆んどA2薄膜が形成さnない部分61も生じること
もあり、形成したA2配線6が断線したり、膜厚が小さ
いため大電流が流れた時に溶断することも多い。
このようにコンタクト窓6の側壁や底部に十分な厚さの
A2薄膜6が形成されないのは、PSG膜4の側壁が急
峻であるためへ2薄膜形成時にコンタクト窓6の周縁上
でひさし状になり、このひさしに妨げられてA℃原子が
コンタクト窓6内部に飛来できないためであると考えら
れている。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、絶縁膜の膜厚が大であ
っても上部配線を断線させることなく形成できる方法を
提供しようとするものである。すなわち、本発明の製造
方法−はコンタクト窓の上方の開口寸法を下方の開口寸
法より大きくすることによってA1等金属薄膜を形成す
る際にコンタクト窓の側壁にも十分な厚さの金属薄膜が
形成されるようにするものである。
以下、本発明を図面とともに説明する。
第2図は本発明の一実施例に係るSi ゲートMO8L
SIの工程断面図を示すものである。同図において、第
1図と同一番号は同一物を示し、7は多結晶Si膜、8
は感光性樹脂膜である。
P形の81基板1にソース、ドレイン2.多結晶Siよ
りなる下部配線3を形成し、層間絶縁膜となる厚さ0.
8μmのPSG膜4を形成して1000℃のPoC43
を含む雰囲気中でリフロー処理を施した後、半導体膜と
して、例えば厚さ0.1μmの多結晶Si膜7を形成す
る(第2図a)。次に写真蝕刻法を用いてコンタクト領
域にたとえば開口寸法が2μmの開口部5oを有する感
光性樹脂膜8を形成し、この感光性樹脂膜8をマスクと
して開口部6o内に露出した多結晶Si膜7をたとえば
CF2C42ガスを用いた異方性エツチング法である反
応性イオンエツチング(RIE)法でエツチングする(
第2図b)。この時多結晶Si膜7のエツチング速度は
PSG膜4のエツチング速度の5〜10倍にすることが
でき開口部50内の多結晶Si膜7がエツチングされた
後、PSG膜4か深くエツチングされる前にエツチング
を停止することは容易である。
そしてたとえば02ガスを用いたプラズマエツチング法
などの等方向なエツチング法で感光性樹脂8をたとえば
0.2pmの厚さだけエツチングする(第2図C)。こ
の時プラズマエツチングは等方向に行われるため感光性
樹脂8の開口部6oの側壁も横方向に0.2/xnだけ
エツチングされ、開口部6oの開口寸法は2.4μmに
拡がり、そのために開ロ部6o底部には多結晶Si膜7
1が露出する。
続いて04F8ガスを用いたRIE法などの異方性エツ
チング法により開口部6o内に露出しているPSG膜4
と多結晶SLM71をエツチングする。
このエツチング時にたとえばPSG膜4のエツチング速
度と多結晶Si膜71のエツチング速度との比をたとえ
ば4にすることができ、開口部50底部の多結晶5il
li71が除去され、その下のPSG膜4が露出した時
には開口部5o中央部のPSG膜4は0.4−の深さだ
けエツチングされ凹部51が形成されている(第2図d
)。さらにエツチングを続けると開口部5o内のPSG
膜4が垂直方向にのみエツチングされ開口部6o内の四
部61の深さが0.4μmに保たれたま\エツチングが
進行する。したがって下部配線3やリース、ドレイン2
が露出するまでエツチングが進行し、コンタクト窓6が
開口されたときコンタクト窓6の底部すなわち露出して
いる下部配線3やソース、ドレインの寸法は感光性樹脂
8に最初に形成された開口部5oの寸法に等しく2μm
である(第2図e)。
一方コンタクト窓6の底からの4μmだけ上方の側壁に
は段があり上部の開口寸法は2.4−と大きくなってい
る。なお開口部60の多結晶Si膜71が除去された(
第2図d)後、感光性樹脂膜8を除去してから前述のP
SGS導膜エツチングを実施すると、開口部5内のPS
GS導膜ともに多結晶Si膜7も同時にエツチングされ
、PSGS導膜エツチングが終了した時にすでに多結晶
Si膜7も除去されている。感光性樹脂膜8.多結晶S
i膜7が残っている場合にはこれらを除去した後、たと
えばスパッタリング法でAfi薄膜を形成してから写真
蝕刻法を用いてAt配線6を形成する(第2図f)。
このようにして形成したコンタクト窓5の側壁は垂直に
近いが途中に段があってこれにより上方の寸法が大きく
なっているので、スパッタリング法等でAt薄膜を形成
する際にコンタクト窓5周縁上でもAt薄膜がひさし状
にならず、又コンタクト窓5内にも十分At原子が飛来
することにより、コンタクト窓5の側壁や底部にも十分
な厚さのAt薄膜が形成される。従って形成したAt配
線6がコンタクト窓5内で断線することがなく、また大
電流が流れた時に溶断することかなく、半導体装置の製
造歩留りを向上させ、信頼度を向上させることもできる
以上のように、本発明の製造方法では金属配線の断線が
溶断の防止に効果のあるコンタクト窓の上方寸法及び側
壁の段の位置を、前者は感光性樹脂をたとえばo2ガス
のプラズマによる横方向のエツチング量で、後者は多結
晶Si膜の膜厚で決定され容易に高精度な制御が可能で
ある。
なお上記の実施例で半導体膜として多結晶S1を用いた
が非晶質Siでもよく、又絶縁体膜としてSt  N膜
を用いても良い。Si3N4膜を用い 4 る場合にはコンタクト窓形成後も除去せずに残しておく
ことによりアルカリイオンや水分等の外部からの侵入を
防ぎさらに信頼性の向上を図ることかできる。又異方性
エツチングとしてRIE法の代りにイオンビームを用い
るエツチング法を用いても同効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法の説明のためのMOS)ランジスタの
要部断面図、第2図a −fは本発明の一実施例のMO
8LSIの製造方法を説明するための部分工程断面図で
ある。 2・・・−・ソース、ドレイン、3・−一下部配線、4
…・・・PS(4,5・・−・・コンタクト窓、60・
・・・・・感光性樹脂の開口部、6・・・・・・At配
線、了・・・・・・・多結晶Si膜、8・・・・・・感
光性樹脂膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 6/

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の絶縁膜が形成された半導体基板の主面に第2の絶
    縁膜又は半導体膜を形成する工程と、コンタクト領域に
    開口部を有する樹脂膜を形成する工程と、前記樹脂膜を
    マスクとして前記開口部内の前記第2の絶縁膜又は半導
    体膜を異方性エツチング法を用いてエツチングする工程
    と、等方性エツチング法により前記樹脂膜をエツチング
    し前記開口部を拡げる工程と(異方性エツチング法を用
    いて前記樹脂膜の開口部内の前記第1の絶縁膜及び前記
    第2の絶縁膜又は半導体膜をエツチングする工程と、前
    記コンタクト領域を含む領域に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。
JP8583682A 1982-05-20 1982-05-20 半導体装置の製造方法 Pending JPS58201328A (ja)

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