JPS6331121A - 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〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳し
くは、半導体ウェハ上に形成される平坦化された絶縁膜
での開孔部の開孔方法の改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来例でのこの種の半導体装置の製造方法によって製造
される装置構成として、ＭＯＳ　）ランジスタ装置にお
ける平坦化された層間絶縁膜でのコンタクト開孔部の概
要構造を第３図に示す。

すなわち、この第３図従来例構成において、符号１はシ
リコン半導体基板、２は同半導体基板ｌ上に拡散形成さ
せた不純物拡散層、３はこれらの半導体基板ｌ、および
不純物拡散層２上に形成させた薄いシリコン酸化膜、４
は高温熱処理に耐え得る導電膜、５は同導電Ｍ４の熱処
理時に、これらの酸化膜３．および導電膜４上に形成さ
れる薄い酸化膜、６は同酸化膜５上に形成させた平坦性
のよい層間絶縁膜、７は同層間絶縁膜Ｂ上にコンタクト
開孔部を形成させるため、パターニングされたフォトレ
ジスト膜、８は前記層間絶縁膜６に開孔させたコンタク
ト開孔部、８は同コンタクト開孔部８の開孔時に不可避
的に形成される前記導電膜４上の決られた部分である。

次にその製造工程について述べる。

まず、半導体基板１の表面上に、イオン注入法と熱処理
とによって不純物拡散層２を形成させ、また、これを酸
化性雰囲気中で熱処理して、酸化膜３を形成させると共
に、この酸化膜３上には。

高温熱処理に耐え得る導電膜４を選択的に形成させる。

そして、この状態では、不純物拡散層２のレベルよりも
上方に導電ＩＩ！Ｉ４が突設され、両者の間に段差を生
じている。

ついで、前記導電膜４を熱処理して焼きしめることで薄
い酸化膜５が形成され、また、この酸化膜５上には、Ｃ
ＶＤ法などにより、平坦化された層間絶縁膜８を形成さ
せるが、この層間絶縁膜８の膜厚は、不純物拡散層２側
で厚く、導電Ｈ４側で薄く形成されることになる。さら
に、前記層間絶縁膜Ｂ上には、写真製版技術を利用して
、フォトレジストを塗着し、かつこれを所定のマスクパ
ターンを用い、露光、現像させて、パターニングされた
レジスト膜７を形成させる。

続いて、その後、前記パターニングされたレジストｌｌ
！７をエツチングマスクにして、前記層間絶縁＠ｅを選
択的にエツチングさせることにより、目的とするところ
の、前記不純物拡散層２側にあってコンタクト開孔部８
ａを、また前記導電１８Ｉ４偏にあってコンタクト開孔
部８ｂを、それぞれに形成させるのである。

こ＼で、前記各コンタクト開孔部８ａ、８ｂを、同時に
選択的に開孔させるためのエツチングに際しては、前記
不純物拡散層２側の部分と前記導電膜４側の部分とで、
居間絶縁膜６の膜厚に差があって、前者不純物拡散層２
側においては厚く、後者導電＠４側においては薄く、か
つ両部会で層間絶縁膜６のエツチングレートに変りがな
いために、必然的に前記薄い側の導電膜４での開孔時間
が短くなり、その導電膜４の表面が、自身の開孔終了後
にあっても、不純物拡散層２側の開孔終了に至るまで、
長時間に亘ってエツチング雰囲気に曝されたま−に置か
れることから、同導電膜４の表面部には、決られた部分
９が生じている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、前記した従来例での製造方法においては、
半導体基板１上での相互に段差のある複数の領域部分、
こ〜では、不純物拡散層２の部分と導電膜４の部分を、
平坦化された絶縁膜、こへでは、層間絶縁膜８により被
覆させる構成において、これらの不純物拡散層２．およ
び導電膜４の各部分対応に、居間絶縁膜８を同時に選択
的にエツチング開孔させる場合には、これらの各部での
居間絶縁８Ｂの膜厚に差があって、しかもそのエツチン
グレートは変らないことから、導電膜４の表面部に決ら
れた部分３を生じ、この決られた部分８のために、その
後の工程での配線時にあって。

各開孔部８ａ、８ｂを通したオーミックなコンタクトを
とりにく＼なり、接続不良などを招いて、結果的には、
装置の信頼性を損なうなどの問題点を有するものであっ
た。

この発明は従来のこのような問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、半導体
基板上での相互に段差のある複数の領域部分を、平坦化
された絶縁膜によって被覆させる構成において、これら
の各領域部分対応に絶縁膜を同時に選択的にエツチング
開孔させる場合、対応部分での絶縁膜の膜厚差に起因す
る快れなどの不良を解消した。この種の半導体装置の製
造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上での相互に段差のある複数
の領域部分を、平坦化された絶縁膜により被覆させ、こ
れらの各領域部分対応に、絶縁膜を同時に選択的にニー
２チング開孔させるようにする場合、被覆絶縁膜厚の薄
い領域部分に対応する絶縁膜上に、同絶縁膜よりもエツ
チングレートが大きくて、かつ段差相当に膜厚を設定し
た薄膜を、同領域部分を充分にカバーし得る範囲内で選
択的に形成させ、また、薄膜を含む絶縁膜上に被覆させ
たレジスト膜を、各領域部分対応にパターニングして、
各領域部分対応の絶縁膜、および薄膜を露出させるよう
にしたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明方法においては、薄膜を含む絶縁膜
上にパターニングしたレジスト膜をマスクにして、絶縁
膜を開孔させる場合、被覆絶縁膜厚の厚い領域部分対応
に露出された絶縁膜と、被覆絶縁膜厚の薄い領域部分対
応に露出された薄膜を介して絶縁膜とを、それぞれ同時
にエツチング開孔させることにより、これらの各領域部
分に対するエツチング終了を可及的に一致させ得て、被
覆絶縁膜厚の薄い領域部分での、絶縁膜の膜厚差に起因
する不良を解消できるのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
につき、第１図、および第２図（ａ）ないしくｆ）を参
照して詳細に説明する。

第１図はこの実施例方法で製造されたＭＯＳ　）ランジ
スタ装置における平坦化された居間絶縁膜での開孔部の
概要構造を示す断面図、第２図（ａ）ないしくｆ）はこ
の実施例方法を工程順に示すそれぞれ断面図である。

これらの第２図（ａ）ないしくｆ）実施例方法において
、前記第３図従来例構成と同一符号は同一または相当部
分を示しており、また、１０は前記層間絶縁膜Ｂ上の前
記導電膜４に対応する部分に、この導電１Ｉｆｉ４を充
分にカバーし得る範囲内で形成させた１層間絶縁膜６よ
りもエツチングレートが大きい薄膜、ここでは下敷レジ
スト膜、１１はこの下敷レジスト膜１０を含む層間絶縁
膜Ｂ上にあって。

前記各コンタクト開孔部８ａ、８ｂを開孔させるための
パターニング形成されたレジスト膜である。

この実施例方法においては、まず、前記した従来例の場
合と同様に、半導体基板ｌの表面上に、イオン注入法と
熱処理とによって不純物拡散層２を選択的に形成させた
のち、これを酸化性雰囲気中で熱処理して、全面に酸化
膜３を形成させると共に、この酸化膜ａ上には、高温熱
処理に耐え得る導電膜４を選択的に形成させるが、こ〜
でも、不純物拡散層２のレベルよりも上方に導電膜４が
突設されて、両者の間には、同様に段差を生じている。

ついで、前記導電ｇ４を熱処理して焼きしめることによ
り、全面に薄い酸化膜５が形成され、また、この酸化膜
５上の全面に、ＣＶＤ法などによって、平坦化された層
間絶縁膜６を形成させ、さらに、この層間絶縁膜Ｂ上の
全面に、写真製版技術によって、不純物拡散層２と導電
膜４との段差に対応して設定された所定の厚さ、こ−で
は１例えば５０００λ以下の薄いフォトレジスト膜１０
ａを塗着させ（第２図（ａ））ると共に、このフォトレ
ジスト膜１０ａを適宜にパターニングして、前記導電膜
４に対応する部分で、この導電膜４を充分にカバーし得
る範囲内に、下敷レジスト膜１０を形成させる（同図（
ｂ））。

続いて、前記のようにパターニングされた下敷レジスト
膜ｌＯを含んだ居間絶縁膜８上の全面に、こへでも写真
製版技術により、所定の厚さでフォトレジス）Ｊｌ！７
ａを塗着しく同図（Ｃ））、かつこれを所定のマスクパ
ターンを通して露光、現像させることで、次に述べる各
コンタクト開孔部８ａ、８ｂの開孔用にパターニングさ
れたレジスト膜７を形成させ、一方の開孔部８ａ側には
、前記層間絶縁膜６を、他方の開孔部８ｂ側には、前記
下敷レジスト膜１０をそれぞれに露出させる（同図（ｄ
））。

さらに、その後、前記パターニングされたレジスト膜７
をエツチングマスクにして、前記不純物拡散層２側では
、前記露出された層間絶縁膜８をそめま〜で直接９選択
的にエツチングさせ、前記導電膜４側では、前記露出さ
れた下敷レジスト膜１０を介して、居間絶縁膜６を選択
的にエツチングさせる。そしてこのとき、前者の不純物
拡散層２側では、そのま−層間絶縁膜６のもつエツチン
グレートによってエツチングが進行するが、後者の導電
膜４側では、先に層間絶縁膜６よりもニー、チングレー
トの大きい、従ってエツチング速度の遅い下敷レジスト
膜１０が選択的にエツチングされることになり（同図（
ｅ））、ついで、同下敷レジスト膜ｌＯのニー２チング
が終了したのちに、前者と同様に層間絶縁膜６のエツチ
ングが開始され、このようにして、この時点では、双方
のエツチングが同時に進行する（同図（ｆ））、つまり
換言すると、下敷レジスト膜ｌＯの介在によって、これ
らの不純物拡散層２側、および導電１１！４側それぞれ
のエツチング終了時点が、一致するように予め制御し得
るのであり、この結果、第１図に示すように、不純物拡
散層２．および導電Ｍ４に対する各コンタクト開孔部８
ａ、８ｂを、良好な態様で効果的に開孔させ得るのであ
る。

なお、前記実施例方法においては、被覆絶縁膜厚の薄い
領域部分対応に、この絶縁膜上に形成される薄膜として
、レジスト膜を適用しているが、同様な役割を果し得る
薄膜であれば、その他の任意の薄膜を採用できることは
勿論であり、また、実施例方法では、ｌｌｌＯｓ　）ラ
ンジスタ装置における平坦化された層間絶縁膜での各コ
ンタクト開孔部の形成について述べたが、その他の装置
での同様な任意の各開孔部の形成についても適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明方法によれば、半導体基板
上での相互に段差のある複数の領域部分を、平坦化され
た絶縁膜により被覆させ、これらの各領域部分対応に、
絶縁膜を同時に選択的にエツチング開孔させるようにし
た半導体装置の製造方法において、被覆絶縁膜厚の薄い
領域部分に対応する絶縁膜上に、この絶縁膜よりもエツ
チングレートが大きくて、かつ段差相当に膜厚を設定し
た薄膜を、その領域部分を充分にカバーし得る範囲内で
選択的に形成させると共に、この薄膜を含む絶縁膜上に
被覆させたレジスト膜を、各領域部分対応にパターニン
グして、各領域部分対応の絶縁膜、および薄膜を露出さ
せるようにしたから、パターニングされたレジスト膜を
マスクにして、被覆絶縁膜厚の厚い領域部分対応に露出
された絶縁膜と、被覆絶縁膜厚の薄い領域部分対応に露
出された薄膜を介して絶縁膜とを、それぞれ同時にエツ
チング開孔させる際、これらの各領域部分に対する開孔
部のエツチング終了を可及的に一致させることができ、
従って、被覆絶縁膜厚の薄い領域部分での、絶縁膜の膜
厚差に起因する開孔不良とかダメージなどを解消、もし
くは軽減し得るのであり、また、被覆絶縁膜厚の薄い領
域部分に対応させた薄膜を、パターニングされたレジス
ト膜の形成前に、絶縁膜上に形成させるようにしたので
、段差相当膜厚の制御形成を作業性よく極めて容易に行
ない得られ、しかもこの薄膜をパターニングされたレジ
スト膜部分から、外部に露出させるようにしているため
、エツチング操作を良好に行ない易く、併せて開孔部形
成後の除去も容易であるほか、後の工程での各開孔部を
通したオーミックなコンタクトをとり易くて接続不良な
どを生ずる慣れがなく、結果的には、装置の信頼性、な
らびに製造歩留りを格段に向上できるなどの特長がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例方法で製造された半導体装
置構成での開孔部の概要を示す断面図、第２図（ａ）な
いしくｆ）は同上実施例方法を工程順に示すそれぞれ断
面図であり、また第３図は同上従来例方法で製造された
半導体装置構成での開孔部の概要を示す断面図である。 １・・・・半導体基板、２・・・・不純物拡散層（被覆
絶縁膜厚の厚い領域部分）、３・・・・酸化膜、４・・
・・導電１１１　（被覆絶縁膜厚の薄い領域部分）、６
・・・・層間絶縁膜（絶縁膜）、８ａ・・・・不純物拡
散層に対するコンタクト開孔部（開孔部）、８ｂ・・・
・導電膜に対するコンタクト開孔部（開孔部）、１０・
・・・層間絶縁膜よりもエツチングレートの大きい下敷
レジスト膜（薄ＩＩ＊）、１１・・・・パターニングさ
れたレジスト膜。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第２図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上での相互に段差のある複数の領域部
   分を、平坦化された絶縁膜により被覆させ、これらの各
   領域部分対応に、絶縁膜を同時に選択的にエッチング開
   孔させる半導体装置の製造方法において、前記被覆絶縁
   膜厚の薄い領域部分に対応する絶縁膜上には、少なくと
   も同絶縁膜よりもエッチングレートが大きくて、かつ前
   記段差相当に膜厚を設定した薄膜を、同領域部分を充分
   にカバーし得る範囲内で選択的に形成させたのち、前記
   薄膜を含む絶縁膜上にレジスト膜を被覆させると共に、
   このレジスト膜を前記各領域部分対応にパターニングし
   て、各領域部分対応の絶縁膜、および薄膜を露出させて
   おき、前記パターニングされたレジスト膜をマスクにし
   て、前記被覆絶縁膜厚の厚い領域部分対応に露出された
   絶縁膜を、また被覆絶縁膜厚の薄い領域部分対応に露出
   された薄膜を介して絶縁膜を、それぞれ同時にエッチン
   グ開孔させ、これらの各領域部分に対するエッチング終
   了を可及的に一致させるようにしたことを特徴とする半
   導体装置の製造方法。
2. （２）被覆絶縁膜厚の薄い領域部分に対応する絶縁膜上
   に選択的に形成される薄膜が、パターニングされた下敷
   レジスト膜であ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。