JPS6022340A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS6022340A
JPS6022340A JP13051183A JP13051183A JPS6022340A JP S6022340 A JPS6022340 A JP S6022340A JP 13051183 A JP13051183 A JP 13051183A JP 13051183 A JP13051183 A JP 13051183A JP S6022340 A JPS6022340 A JP S6022340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
contact hole
wiring layer
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13051183A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiro Mori
森 邦弘
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP13051183A priority Critical patent/JPS6022340A/ja
Publication of JPS6022340A publication Critical patent/JPS6022340A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • 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、コンタクトホールを改良した半導体装置及び
その製造方法に関する。
〔発明の技術的背景〕
周知の如く、近年、微細加工技術の進歩には目覚ましい
ものがあシ、3μmルールのいわゆる第1世代超LSI
から2μmルールの第2世代量産化時代に突入し、更に
は1. 5μmルールの第3世代へと開発が進められて
いる。ここで、最も大きな課題となっていることは、コ
ンタクトホールの微細加工技術である。そして、がかる
微細加工技術のポイントとなるのは、リングラフィ技術
とエツチング技術である。前者は、微細バターニング技
術の観点からステップアントリピード方式の縮小露光(
以後、SRと称す)が主流となり、後者は寸法精度の向
上、パターン変換差が零であるから異方性エツチングが
可能な反応性イオンエツチング(RIB)技術が駆1吏
されている。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、従来技術によれば、第1に、解像度が低
いという欠点を有する。即ち、現状のSRでは、限界解
像的には半導体基板上の平坦部で、Line h 5p
aceの矩形パターンで1〜1.2μmである。しかる
に、(7)コンタクトホールの形状は正方形であること
が要求されていることから、よシ解像的に低下すること
、(イ)実際のデバイス上では段差構造を有することか
ら、更に寸法精度的に厳しくなること、@SRの露光エ
リア(例えば10:1の縮小露光アライナの場合、10
Ux10mi+)の周辺部での解像度低下が著しいこと
を考慮すると、現状では2 ltm×2μmが実用解像
の限界である。この際、上記(イ)の段差構造を補うた
めに平坦化技術を使用したとしても、上記■、(つ)の
理由で1.5μm×1、5μm以下のコンタクトホール
の実用化は困難である。
第2に、コンタクトホールが微細化した場合、配線電極
のコンタクトホールでのステップカバレージの問題が生
じる。即ち、配線電極の段切れを生じ、デバイスの歩留
シ、信頼性の低下を招く。これについて、第1図の半導
体装置を用いて説明する。同装置は、表面に拡散層1を
有する半導体基板2上に絶縁膜3を形成し、該絶縁膜3
上にコンタクトホール4を介して前記拡散層1に接続す
る厚さ1.0μmのILl!−8iからなる配線電極5
を設けた構造となっている。同図において、コンタクト
ホール4の大きさdを2.0μm X 2.0μmとし
、絶縁膜3の厚みhを1.0μmとし、配線電極5の絶
縁膜3上の厚みaを1.0μmとすれば、配線電極5の
コンタクトホール4の側壁における厚みbと前記aとの
関係は、配線電極5を200℃、の加熱スパッタによシ
形成した場合、b/a=20% 即ちa〜0.2μmと
なる。ここでS b / a比率は。
11/d比率によって決定され、h/dが大きいほど厳
しくなる。例えば、h = i、 oμmにおいてd 
< 1.5μmとなると、8〜0μmとなシ、段差部で
の配線電極50段切れを生じ、デバイスの歩留夛、信頼
性を低下させる。
〔発明の目的〕
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、解像度を
向上させるとともに、段差部での配線電極の段切れを阻
止してデバイスの歩留シを向上できる信頼性の高い半導
体装置及びその製造方法を提供1さこと・36吻ヒtS
〔発明の概要〕
本願用1の発明は、半導体基体に設けられた配線層に対
応する絶縁膜部分に階段状のコンタクトホールを設け、
このコンタクトホールを介して前記配線層に接続する配
線電極を絶縁膜上に設けることによって、解像度を向上
させ、かつデバイスの歩留シを向上して信頼性を高める
ことを骨子とする。
本願用2の発明は、半導体基体に配線層を形成した後、
この配線層を含む基体上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜
上に前記配線層の一部に対応する部分が開口されたマス
ク材をノ形成し、このマスク材を用いて前記絶縁8IL
を異方性エツチングによシ該絶縁膜が所定の厚みになる
まで除去し、全面に被膜を形成した後この被膜を異方性
エツチングによシ除去して開口された絶縁膜の内壁に被
膜を残存させ、この残存被膜及びマスク材を用いて前記
絶縁膜を異方性エツチングによシ選択的に除去して階段
状のコンタクトホールを形成し、残存被膜及びマスク材
を除去後、前記絶縁膜上にコンタクトホールを介して前
記配線層に接続する配線電極を形成することによって、
本願用1の発明と同様の効果を得ることを図ったもので
ある。
本願用2の発明において、絶縁膜をSin、膜とし、*
#をポリ叩−膜とした場合、StO,膜のエツチング及
びポリマー膜の堆積について、第2図を参照して説明す
る。なお、図中の^、0は夫々平行平板型のCatho
de coupleRIB装置によシ、RPパワー45
0 W、 CPa流量208CCMで、かつSin!を
圧力2.0pa。
4、Qpaで実験した場合のエツチング速度を示す特性
曲線を示す。また、図中のυ、(ロ)は、夫々同装置に
より、RFパワーa5ow、cp4流量20SCCMで
、かつstを圧力2.0pa。
4.0pmで実験した場合のエツチング速度を示す特性
曲線である。一般的に、RIBによるsto、PIAの
エツチングに際しては、フロロカーボン系ガス(CF4
 ICs Fs + Cs Ha等)にH7を添加する
方法が採られている。ここア、グロー放電によシ生じた
CFtイオンがメインエツチング種である。StO,膜
のエツチングに際しては、810.膜と下地の半導体基
板例えば8i基板との選択比を向上させるため、H8を
米 添加させ、FラジカルCF )量を減少させる(実線部
)が、H2量を更に増加させるとH2= によるFのひき抜き反応が生じCF、イオン濃度が低下
するとともに、CFm(m=1〜3)のポリマー膜生成
がエツチングを上回るようになシ、エツチングされずに
逆にポリマー膜の堆積が始まる(破線部)。なお、この
ポリ1−膜の堆積速度性、H3流量以外に、エツチング
時の圧力が高圧である程、又はRFパワーが低パワーで
おる程大きくなることも実験的に確認されている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を第3図(a)〜(g)及び第4図をt照
して説明する。
〔1〕 まず、表面にn 型の拡散層(配線層)11を
有した半導体基体としての8一基板12上に、絶縁膜と
しての厚さ1μmのS i O,膜13を形成した。つ
づいて、全面にポジレジスト層(東京応化工業(株)製
;商品名OF’PR800)を塗布、乾燥後、通常の5
R(10;l)を用いたフォトリングラフィによって、
前記拡散層1ノに対応するボジレジヌト膜部分をエツチ
ング除去し、1.8μmX1.8μmの第1の開口部J
4を有するマスク材としてのレジストパターン15を形
成した(第3図(−)図示)。
次いで、このレジストパターンλ5をマスクドして前記
Sin、膜13を、RFパワー450W、CF、流量2
0secμ、圧力2.Opa。
H,/CF、比〜1.0(条件A)で該8iO!膜13
の肚みが2000λ゛になるまでエツチング除去し、1
,8μmX1.8μmの第2の開口部J6を形成した(
第3図(b)図示)。
■ 次に、全面にRF’パワー450W、CF’。
(M @、 208 CCp、圧力4.0 p m 、
 Hl / CF’4〜2.0(条件B)で被膜として
の厚さ0.3μmのポリ−y−111!J7を形成した
(第3図(C)図示)。
つづいて、同−RIE装置内でこのポリマー膜12を前
記条件Aで異方性エツチング除去し、前記レジメトパタ
ーン15の第1の開口部14の内側壁及びボ!/?−1
1KJ7の第2の開口部(第3図(d)図示)。ここで
、ポリマー膜12のエツチング速度を増加させるため、
H,/CF。
比を1よシルさい条件にて行なうことも可能である。・
ひきつづき、前記レジストパターンJ5及び残存ポリマ
ー膜17′をマスクとして、前記条件Aで露出する8i
0.wA23を選択的に除去し、1.2μm X 1.
2μmの第3の開口部J8を形成した。との結果、上部
に大径1.!3μm X 1.8μmの第2の開口部1
6を有し、下部に小径1.2μm X 1.2μmの第
3の開口部xst有fるコンタクトホール19が形成さ
れた(!@3図(e)図示)。
+)D 次に、残存ポリマー膜77’及びレジストパタ
ーン15をO,プラズマ処理により除去した(第3図(
f)図示)。つづいて、コンタクトホール19から露出
した半導体基板12表面の拡散層11表面のダメージ層
(〜2oom>をc I?、 / o@ プラズマ処理
によシ除去した。次いで、全面にkl−8iを200℃
、の加熱ヌパツタンタクトオール19を介して前記拡散
層11に接続するAJ/Si配枦電極20を形成し、コ
ンタクトホールJ9を2個有する拡散層IJが大きさ1
QuXIQUのチップの周辺に4000個直列に配列さ
れた半導体装置を製造した(第3図(g)及び第4図図
示)。なお、第4図は第3図←)の平面図を示す。
上記実施例に係る半導体装置は、第3図(g)に示す如
く、8i基板12表面にn 型の拡散層11を設け、前
記基板12上にSing験J3を設け、前記拡散層11
に対応するStO,膜13部分に、上部が大径1.8μ
mX1.8μmの第2の開口部J6で下部が小径1.2
μm X 1.2μmの第3の開口部18からなる階段
状のコンタクトオール19を設け、更に前記S、i 0
.膜13上にコンタクトホールJ9を介して拡散層1ノ
に接続するAl/Si配線電極20を設けた構造となっ
ている。
しかして、本発明の半導体装置によれば、第3図(g)
に示す如く、フンタクトホール19が階段状となってい
るため、コンタクトホール19の側壁におけるkl/1
3i配線電極20の厚み(a′)を0.2μmと厚く、
良好なステップカバレージを得た。また、導通デストは
、従来O〜3%程度の極端に低かったのに対し、本発明
の場合、95〜98%の高歩留シを得ることができた。
また、本発明によれば、第3図(、)に示す、如く、予
め8i0.膜13上に実用解像の限界内である大径i、
 sμm81.8μmの第1の開口部J4を有するレジ
2ドパターン(マスク材)ノ5を形成した後、このレジ
ストパターンをマスクトシてS i O,膜2 JにR
IEによp自己整合的に同径の第2の開口部16を形成
できた(紀3図(b)図示)。事実、門口部16の寸法
バラツキはσ= 0.08μm(ウェハ内)と良好であ
った。
しかる後、所定の操作を経て第3図(d)に示す如く前
記開口部13,16の側壁に残存ポリマー膜17’を形
成した後、この残存ポリで一膜17′及びレジストパタ
ーン15をマスクとしてRIFiによシ自己整合的に小
径1.2μmX1.2μmの第3の開口部18を形成し
て、第2、第3の開口部16.18からなる階段状のコ
ンタクトホール19を形成できる。したがって、この後
のAJ/Si配線電極2oの形成に際し、前述の如く良
好なステップカバレージを得ることができるとともに、
歩留夛を向上できた。
なお、上記実施例では、絶縁膜として5IOt膜を用い
たが、これに限らず、ボロン、リン等の不純物をドープ
L/ タS IOを膜、Si、N4膜、あるいはこれら
の積層構造膜を用いてもよい。
上記実施例では、被膜としてのポリマー膜の形成に際し
てCF、/馬 を用いたが、これに限らず、フロロカー
ボン系例えばC2Fa 、CI FaとH3、あるいは
CHF、/H,、CHF、/N、0等を用いてもよい。
また、ポリマー膜の厚さは0.3μmとしたが、これに
限らず、所望のコンタクトオールサイズに応じて、予め
大径の開孔パターニングか°マージンのある条件で行な
って適宜厚さを変えることができる。更に、被膜はポリ
マー膜に限定されるものではない。
上記実施例では、配線電極がコンタクトホールを介して
SN基板表面の拡散層に接続する場合について述べたが
、これに限らず、Si基板上に絶縁膜を介して設けられ
た配線を接続する場合にも適用できる。
上記実施例では、半導体基体として81基板を用いた場
合について述べたが、これに限、らす、サファイア等の
絶縁性基板上に半堺体層を形成したものにも同様に適用
できる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、従来と比べ解像度を
向上できるとともに、段差部での配線電極の段切れを阻
止してデバイスの歩留シを向上できる信頼性の高い半導
体装置及びその製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の断面図、第2図は平行平板
型Cathode couple RIB装置における
H、10F、比と8i0..8五のエッチング速度との
関係を示すl時性図、第3図(a)〜(g)は本発明の
一実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す゛
断面図、第4図は第3図(g)部分拡大平面図である。 11・・・n1型の拡散層(配線層)、J2・・・Si
基板(半導体基体)、J3・・・Sin、膜(絶縁膜)
、14,16.IB・・・開口部、15・・・レジスト
パターン(マスクIt)、7 y 、 77’・・・ポ
リマー膜(被膜)、19・・・コンタクトオール、20
・・・Ar/81配線電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基体に設けられた配線層と、この配線層を
    含む基体上に設けられた絶縁膜と、前記配線層に対応す
    る絶縁膜部分に設けられた階段状のコンタクトホールと
    、前記絶縁膜上に設けられ、このコンタクトホールを介
    して前記配線層に接続する配線電極とを具備することを
    特徴とする半導体装置。
  2. (2)半導体基体に配線層を形成する工程と、この配線
    層を含む基体上に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜
    上に前記配線層の一部に対応する部分が開口されたマス
    ク材を形成する工程と、このマスク材を用いて前記絶縁
    膜を異方性エツチングによシ該絶縁膜が所定の厚みにな
    るまで除去する工程と、全面に被膜を形成した後この被
    膜を異方性エツチングによシ除去し、開口された絶縁膜
    の内壁に被膜を残存させる工程と、この残存被膜及びマ
    スク材を用いて前記絶縁膜を異方性エツチングによシ選
    択的にエツチング除去し、階段状のコンタクトホールを
    形成する工程と、残存被膜及びマスク桐を除去後、前記
    絶縁膜上にコンタクトホールを介して前記配線層に接続
    する配線電極を形成する工程とを具備することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
JP13051183A 1983-07-18 1983-07-18 半導体装置の製造方法 Pending JPS6022340A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13051183A JPS6022340A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13051183A JPS6022340A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6022340A true JPS6022340A (ja) 1985-02-04

Family

ID=15036036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13051183A Pending JPS6022340A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6022340A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120030A (ja) * 1985-11-20 1987-06-01 Toshiba Corp 微細パタ−ンの形成方法
JPS62150825A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US4764484A (en) * 1987-10-08 1988-08-16 Standard Microsystems Corporation Method for fabricating self-aligned, conformal metallization of semiconductor wafer
JPS63287019A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPS649620A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
US5605864A (en) * 1994-08-02 1997-02-25 Micron Technology, Inc. Method for forming a semiconductor buried contact with a removable spacer
US6010953A (en) * 1994-08-02 2000-01-04 Micron Technology, Inc. Method for forming a semiconductor buried contact with a removable spacer
US6750494B1 (en) 1994-08-02 2004-06-15 Micron Technology, Inc. Semiconductor buried contact with a removable spacer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5036075A (ja) * 1973-05-17 1975-04-04
JPS5775440A (en) * 1980-10-28 1982-05-12 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5834917A (ja) * 1981-08-27 1983-03-01 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5036075A (ja) * 1973-05-17 1975-04-04
JPS5775440A (en) * 1980-10-28 1982-05-12 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5834917A (ja) * 1981-08-27 1983-03-01 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120030A (ja) * 1985-11-20 1987-06-01 Toshiba Corp 微細パタ−ンの形成方法
JPS62150825A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS63287019A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPS649620A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
US4764484A (en) * 1987-10-08 1988-08-16 Standard Microsystems Corporation Method for fabricating self-aligned, conformal metallization of semiconductor wafer
US5605864A (en) * 1994-08-02 1997-02-25 Micron Technology, Inc. Method for forming a semiconductor buried contact with a removable spacer
US5728596A (en) * 1994-08-02 1998-03-17 Micron Technology, Inc. Method for forming a semiconductor buried contact with a removable spacer
US6010953A (en) * 1994-08-02 2000-01-04 Micron Technology, Inc. Method for forming a semiconductor buried contact with a removable spacer
US6750494B1 (en) 1994-08-02 2004-06-15 Micron Technology, Inc. Semiconductor buried contact with a removable spacer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0221093B1 (en) Double layer photoresist technique for side-wall profile control in plasma etching processes
JP2913936B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6022340A (ja) 半導体装置の製造方法
US6211557B1 (en) Contact structure using taper contact etching and polycide step
JPH0545057B2 (ja)
JPH01124219A (ja) パターン付け方法
JPS59167021A (ja) 半導体装置の製造方法
US20030049926A1 (en) Method for manufacturing bit line
JP2899542B2 (ja) 転写マスクの製造方法
JPS61281523A (ja) コンタクト形成法
JPS61172336A (ja) 半導体装置電極開口部の形成方法
JPS62179122A (ja) 絶縁膜形成法
JP3008996B2 (ja) 絶縁膜の形成方法
JPH0348424A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6354726A (ja) レジスト膜のエツチング方法
JPH10148927A (ja) マスクパターン形成方法
JPS621230A (ja) パタ−ン形成方法
JPH0481323B2 (ja)
JPS62106629A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0493028A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS60120526A (ja) 微細パタン形成法
JPS63272050A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04273439A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH03272138A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0484430A (ja) 半導体装置の製造方法