JPS63304630A - 半導体装置の製造方法 - 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〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に層間絶縁
膜に任意のテーパー角度を有するコンタクトホールを形
成する方法に関するものである。

（従来の技術〕 従来の、半導体装置の、製造方法は、　第２図（ａ）〜
（ｆ）に示したとおりであった。すなわち、第２図（ａ
）に示したトランジスター、ダイオード等の構成要素と
なる拡散層２０２を形成□した半導体基板２０１上に、
第２図（ｂ）のように二酸化ケイ素（以下、５ｉＯ７と
略記する。）膜２０３を形成し、さらにその上にリンケ
イ酸ガラス（以下、ＰＳＧと略記する。）膜２０４を形
成する。このとき、Ｓ　１０　ｘ膜２０３はＰＳＧ膜２
０４中に含まれるリンの濃度が高い場合に発生するリン
の半導体基板２０１への拡散を防止するために必要とな
るものである。次に、第２図（ｄ）に示すように、　レ
ジストパターン２０５を形成し、これをマスクとしてエ
ツチング処理を行なうことにより第２図（ｅ）に示すよ
うに、拡散層２０２上の所定の部分のＳｉＯ，膨２０３
およびＰＳＧ膜２０４を除去し、コンタクトホールを形
成する。このままであると、コンタクトホール上端部の
エツジがほぼ垂直になっているために、アルミニウム合
金等の金属配線を形成した場合に、コンタクトホール上
端部において、断線する可能性が高いため、通常は高温
の熱処理をすることにより、ＰＳＧ膜２０４をリフロー
し、第２図（ｆ）に示したように、コンタクトホール上
端部のエツジ部分に丸みを持たせるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の従来技術では、ＰＳＧ膜２０４のみがリ
フローされるために、ＰＳＧ膜２０４の膜厚に応じた比
較的小さな丸みを待たせることしかできないため、金属
配線の断線を防止する効果も少なく、高集積化に際し問
題になっていた。さらにまた拡散層２０２が完全に露出
した状態で高温の熱処理を行なわなければならないので
、拡散層２０２中の不純物が外部拡散し、拡散層２０２
中の不純物濃度が変化したり、また、ＰＳＧ膜２０４中
のリンが拡散層２０２中に拡散されたりするために、拡
散層２０２の特性に悪影響を及ぼすという問題点を存し
ていた。さらにまた、ＰＳＧ膜２０４中のリンの濃度が
高いと耐湿性などの信頼性が低下するという問題もあ１
．た。

そこで、本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、その目的とするところは、コンタクトホール
部分での金屑の被覆性を改善し、この部分における、金
属配線の断線を防止し得るに充分なテーパー角度を有す
るフンタクトホールを、素子特性および信頼性に悪影雪
を及ぼさずに形成する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〕

本発明の半導体装置の製造方法は、トランジスター、ダ
イオード等の素子が形成された半導体基板上に、第１の
絶縁膜として二酸化ケイ素膜を形成する工程、前記第１
の絶縁膜上に第２の絶縁膜として、リン、ホウ素の少な
くとも一方の元素を含有するケイ酸ガラス膜を形成する
工程、前記第２の絶縁膜上に、前記半導体基板上の所定
の位置に開孔できるように設計されたレジストパターン
を形成する工程、前記レジストパターンをマスクとして
、前記第２の絶縁膜のみをエツチングした後にレジスト
パターンを除去する工程、前記半導体基板を高温で熱処
理する工程、および、前記第２の絶縁膜をマスクとして
前記第１の絶縁膜をエツチングすると同時に、前記第２
の絶縁膜を完全に除去することによりコンタクトホール
を完成させる工程より成ることを特徴とする。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施例におけるコンタ
クトホール形成工程断面図であり、以下に工程順に説明
する。

まず、第１図（ａ）に示す拡散層１０２を形成した半導
体基板１０１上に、第１図（ｂ）のように第１の絶縁膜
として気相成長法（以下、ＣＶＤと略記する。）により
Ｓｉｎ、膜１０３を５０００人形成し、引き続き、第１
図（Ｃ）のように、第２の絶縁膜としてＣＶＤによりリ
ン濃度１０モル％のＰＳＧＳｉＯ４を形成する。このと
き、ＰＳＧＳｉＯ４の膜厚は６０００人である。次に、
第１図（ｄ）に示すようにレジストパターン１０５を形
成する。このレジストパターン１０５は、拡散層１０２
上にフンタクトホールが形成されるように設計されてい
るものである。次に、レジストパターン１０５をマスク
として、ＰＳＧＳｉＯ４のみをドライエツチングする。

エツチング条件は、以下のとおりである。反応ガスの種
類および流量は、ＣＦ、ガス＝４０　ｃ　ｃ／分、Ｈ２
ガス＝３０ｃｃ／分であり、ガス圧は６　Ｐ　ａＮ印加
電力は６００Ｗであった。このときのＰＳＧ膜のエツチ
ング速度は約６００人／分であり、１０分間エツチング
することにより、ちょうどＰＳＧＳｉＯ４とＳ　１０　
ｘ膜１０３の界面でエツチングを停止するととは可能で
ある。なお、このとき、ＰｓＧ膜１０４が残っていても
、あるいは、逆に、ＳｉＯ、膜１０３が少々エツチング
されていても全く問題にならない。エツチング後に、レ
ジストパターン１０５を除去して、　第１図（ｅ）のよ
うになる。次に、半導体基板１０１を、窒素雰囲気中で
９００°Ｃｌ２Ｏ分の熱処理して、第１図（ｆ）のよう
なコンタクトホール上端のエツジ部分がリフローされた
形状を得る。このとき、ＰＳＧＳｉｏ４の膜厚は６００
０人と厚く形成されているために、金属配線被覆性が良
好で、断線防止に対して効果的な、丸みの大きな形状の
コンタクトホールを得る。また、拡散層１０２は、５ｉ
Ｏｔ膜１０８によって完全におおわれているために、拡
散層１０２からの不純物の外部拡散や、ＰＳＧＳｉｏ４
からのリンの拡散層１０２への拡散を完全に防止してい
るので、素子特性の劣化は全くみられない。最後に、Ｐ
ＳＧＳｉｏ４をマスクとしてＳｉＯｘ膜１０３をエツチ
ングする。エツチング条件は、前述のＰＳＧＳｉｏ４を
エツチングしたときと同じで、このときのＳ　ｉ　Ｏ＊
膜１０３のエツチング速度は、５００人／分であり、１
０分間エツチングすることにより、５ｉＯ１膜１０３に
コンタクトホールは貫通されると同時に、ＰＳＧＳｉｏ
４も完全に除去される。さらにまた、第１図（ｆ）に示
したＰＳＧＳｉｏ４の形状は、そのままＳ　ｉＯ２膜１
０３にも転写され、第１図（ｇ）のような断面構造を得
る。第１図（ｇ）により明らかなように、従来の方法に
比べて、金属配線の断線防止に関して、はるかに効果的
な形状のコンタクトホールが得られるとともに、ＰＳＧ
ＩｌａｌＯ４も残っていないので、信頼性を低下させる
こともなくなった。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、まず、Ｓｉｏ、膜
とＰＳＧＩＩ％の２層より成る絶縁膜を形成し、コンタ
クトホール形成時に、ＰＳＧ膜の部分のみをエツチング
除去した後に高温熱処理を行ない、その後に、ＰＳＧ膜
をマスクとして残りの５ｉＯＷ膜をエツチングすると同
時に、ＰＳＧ膜を除去することによりコンタクトホール
を完成させる。このことにより金属配線の断線防止効果
の極めて太き（なるようなテーパー角を持った形状を育
するコンタクトホールが得られ、しかも、素子特性にも
全く悪影響を及ぼさないため、高歩留りで高信頼性の半
導体装置が製造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施例による半導体
装置の製造方法を示すコンタクトボール形成工程断面図
。第２図（ａ）〜（ｆ）は従来の半導体装置の製造方法
に示すコンタクトボール形成工程断面図。 １０１．２０１・・・半導体基板 １０２．２０２・・・拡散層 １０３．２０３・・・Ｓ　ｉ　Ｏｘ膜 １０４．２０４・・・ＰＳＧ膜 １０５．２０５・・・レジストパターン以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トランジスター、ダイオード等の素子が形成された半導
   体基板上に、第１の絶縁膜として二酸化ケイ素膜を形成
   する工程、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜として、
   リン、ホウ素の少なくとも一方の元素を含有するケイ酸
   ガラス膜を形成する工程、前記第２の絶縁膜上に、前記
   半導体基板上の所定の位置に開孔できるように設計され
   た、レジストパターンを形成する工程、前記レジストパ
   ターンをマスクとして、前記第２の絶縁膜のみをエッチ
   ングした後にレジストパターンを除去する工程、前記半
   導体基板を高温で熱処理する工程、および前記第２の絶
   縁膜をマスクとして、前記第１の絶縁膜をエッチングす
   ると同時に、前記第２の絶縁膜を完全に除去することに
   よりコンタクトホールを完成させる工程より成ることを
   特徴とする半導体装置の製造方法。