JPS6222437A - コンタクト穴の形成方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体デバイスにおけるコンタクト穴の形
成方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体デバイスにおける従来のコンタクト穴の形成方法
の一例を第３図に示す。この方法は、シリコン基板１表
面の熱成長シリコン酸化膜２およ　　　　゛びその上の
中間絶縁膜３に通常の方法によりコンタクト穴４を形成
した後（第３図（ａ））、中間絶縁膜３の熱処理（リフ
ロー）を行うことにより、第３図（ｂ）に示すように滑
らかなコンタクト穴形状を得ている。このような滑らか
なコンタクト穴形状を得る理由は、コンタクト穴エツジ
部でのＡＩ配。

線ステップカバレッジを良くして、配線歩留りおよび信
頼性の向上を図るためである。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の方法において、中間絶縁膜３には、一
般に、ＰＳＧ膜が使用されている。しかるに、ＰＳＧ膜
の場合は、熱処理が１０００℃以上の高温熱処理となる
ので、基板ｌ中に形成されたＭＯＳ）−ランジスタのシ
讐−トチャネルのｌ！ｔ１題が生じた。また、上記従来
の方法では、第３ｒ！！１（ｂ）に矢印で示すように、
熱処理時、ＰＳＧ膜（中間絶縁膜３）から外向拡散した
Ｐ（リン）が再度、コンタクト穴４全通してシリコン基
板１の表面に拡散される。したがって、ＰＭＯ３）ラン
ジスタにおいては、拡散抵抗が増加する問題があった。

乙の発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は
、トランジスタのショートチャネルの問題およびコンタ
クト穴を介しての基板表面への不純物拡散の問題を解決
して滑らかな形状のコンタクト穴を形成できるコンタク
ト穴の形成方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この発明の方法では、低温でリフローが可能な中間絶縁
膜を用いて、これにコンタクト穴を形成した後、中間絶
縁膜より不純物が外向拡散を起さない程度の温度で、前
記コンタクト穴内の基板表面に酸化膜を形成し、その後
、その酸化膜を通して不純物が半導体基板に拡散しない
程度の温度で前記中間絶ｍＭをリフローして、前記コン
タクト穴を滑らかな形状とし、その後に、コンタクト穴
内の基板表面の前記酸化膜を除去する。

（作　用） このようにすると、例えば９００℃程度の低温でリフロ
ーが可能となるので、トランジスタのショートチャネル
の問題は発生しない。また、コンタクト穴内の基板表面
に形成した酸化膜により、不純物が半導体基板に拡散す
ることが防止される。

したがって、拡散抵抗増加の問題も発生しない。

しかし、コンタクト穴は、リフロ一工程により滑らかな
形状となる。

（実施例） 以下この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

まず、第１図［ａ）に示すように、表面に熱成長シリコ
ン酸化膜（４００〜６００人厚）１２を有するシリコン
基板ｌｌ上に中間絶縁膜１３を形成する。ここで、中間
絶縁膜工３ば、低温でリフロー可能な膜、例えばＢＰＳ
ＧまたはＡｓ５Ｇであり、６０００〜１００００人厚に
形成される。

次に、その中間絶縁膜１３と熱成長シリコン酸化ｌ１１
２に、通常の方法により、第１図（ｂｌに示すようにコ
ンタクト穴１４を形成する。

しかる後、シリコン基板１１を、８００℃程度の温度に
設定された拡散炉に挿入する。この際、炉内の雰囲気は
０゜である。そして、シリコン基板１１が炉内に完全に
入ったならば、その時から炉内の温度を、第２図に示す
ように、２０分かけて９００℃に上昇させ、９００℃に
達したら、その温度に２０〜３０分保持する。また、炉
内の温度が９００℃に達した時点で、炉内の雰囲気は非
酸化性雰囲気、具体的にはＮ２に切換える。

このようにすると、炉内の温度が９００℃に達するまで
の約２０分の間に（炉内の雰囲気は０□）、コンタクト
穴１４内の基板表面に対する酸化処理が＊ｍされ、第１
図（ｃ）に示すように前記基板表面（コンタクト穴１４
内の基板表面）にＩＱＱ〜２０（１人厚のシリコン酸化
膜１５が形成される。

この時、９００℃未満の温度では、中間絶縁膜１３から
不純物が外向拡散することはない。

続いて、炉内の温度が９００℃に達し、２０〜３０分間
、その温度に保持される間に、中間絶縁膜１３のリフロ
ーが行われる。したがって、第１図（ｄ）に示すように
、コンタクト穴１４は、滑らかな形状となる。この時、
９００℃の温度では、中間絶縁ｊｉｉ１３から不純物が
若干外向拡散するが、その前に、コンタクト穴１４の基
板表面に前述のようにシリコン酸化膜１５が形成されて
いるので、このシリコン酸化膜１５により、コンタクト
穴部の基板表面に不純物が拡散されることは防止される
。なお、このりフロ一時、炉内の雰囲気はＮ２となって
いる。これは、前記シリコン酸化膜１５が必要以上に厚
くなるのを防ぐためである。

しかる後、ＨＦ系エッチャントで第１図（６）に示すよ
うに、コンタクト穴部のシリコン酸化膜１５を除去する
。

その後、ＡＩあるいはそれに準じた配線用材料を全面に
蒸着した後、それのパターニングを行うことにより、第
１図（ｆ）に示すように配線１６を形成する。

（発明の効果） 以上のように、この発明の方法によれば、ＢＰＳＧまた
ばＡｓ５Ｇなど、低温でリフロー可能な中間絶縁膜を用
いることにより、９００℃程度の低温でリフローが可能
となる。そして、このような低温リフローとすることに
より、トランジスタのシアートチャネルの問題を解決で
きる。

また、リフローの前に、中間絶縁膜より不純物が外向拡
散を起さない程度の温度でコンタクト穴内の基板表面に
酸化膜を形成し、さらに、その酸化膜を通して不純物が
半導体基板に拡散しない程度の温度で前記中間絶縁膜を
リフローすることにより、リフロ一時、コンタクト穴を
通して半導体基板表面に不純物が拡散することを防止で
きる。

したがって、拡散抵抗の増加の問題も解決できる。

そして、このように２つの問題を解決してこの発明の方
法によれば、リフローにより滑らかなコンタクト穴形状
を得られる。したがって、コンタクト穴エツジ部でのＡ
Ｉ配線ステップカバレッジが良くなり、配線歩留りおよ
び信頼性の向上を図ることができろ。

【図面の簡単な説明】

（図　面） 第１図はこの発明のコンタクト穴の形成方法の一実施例
を示す断面図、第２図はこの発明の一実施例における酸
化・リフロ一工程の温度特性図、第３図は従来の方法を
示す断面図である。 １１・・・シリコン基板、１３・・・中間絶縁膜、１４
・・・コンタクト穴、１５・・・シリコン酸化膜。 ｆ−４七川１−実たイテＩ−Ｍ面しゴ 第１図 時間　１分）□ 酉欠イし・す７０−エ平呈ｎ１五麿牛子・ｒ生図第２図 従未方足太の直面図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）半導体基板上に、低温でリフローが可能な中間絶
   縁膜を形成した後、この中間絶縁膜にコンタクト穴を形
   成する工程と、 （ｂ）その後、前記中間絶縁膜より不純物が外向拡散を
   起さない程度の温度で、前記コンタクト穴内の基板表面
   に酸化膜を形成する工程と、 （ｃ）その後、前記酸化膜を通して不純物が半導体基板
   に拡散しない程度の温度で前記中間絶縁膜をリフローし
   て、前記コンタクト穴を滑らかな形状とする工程と、 （ｄ）その後、コンタクト穴内の基板表面の前記酸化膜
   を除去する工程とを具備してなるコンタクト穴の形成方
   法。