JPH05218331A - Contact hole formation method - Google Patents
Contact hole formation methodInfo
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- JPH05218331A JPH05218331A JP4022744A JP2274492A JPH05218331A JP H05218331 A JPH05218331 A JP H05218331A JP 4022744 A JP4022744 A JP 4022744A JP 2274492 A JP2274492 A JP 2274492A JP H05218331 A JPH05218331 A JP H05218331A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】BPSGフローのような高温熱処理を行わずに
自己整合的に半導体装置にコンタクトホールを形成す
る。
【構成】シリコン基板21上にLOCOS酸化膜28を
介して少なくとも2つのゲート電極パターン29を形成
し、全面に酸化膜34、窒化膜35及びオゾンTEOS
膜36を順次形成し、上記オゾンTEOS膜36の一部
をエッチバックにより除去して平坦化しオゾンTEOS
膜36上にコンタクトホール用レジストパターン37を
形成し、このレジストパターン37をマスクとして上記
TEOS膜36、窒化膜35及び酸化膜34をエッチン
グする。
(57) [Abstract] [Purpose] To form a contact hole in a semiconductor device in a self-aligned manner without performing a high temperature heat treatment such as a BPSG flow. [Structure] At least two gate electrode patterns 29 are formed on a silicon substrate 21 via a LOCOS oxide film 28, and an oxide film 34, a nitride film 35 and ozone TEOS are formed on the entire surface.
The films 36 are sequentially formed, and a part of the ozone TEOS film 36 is removed by etching back to planarize the ozone TEOS film.
A contact hole resist pattern 37 is formed on the film 36, and the TEOS film 36, the nitride film 35, and the oxide film 34 are etched using the resist pattern 37 as a mask.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンタクトホールの形成
方法に係り、特にシリコン半導体のDRAM(Dynamic
Randam Access Memory)のビットラインコンタクトを自
己整合的に形成するための方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a contact hole, and more particularly to a silicon semiconductor DRAM (Dynamic
The present invention relates to a method for forming a bit line contact of a Randam Access Memory) in a self-aligned manner.
【0002】[0002]
【従来の技術】16MDRAM等の高密度メモリは例え
ば図3に示すように2つの自己整合コンタクトを有する
積層キャパシタ(Stacked Capacitor)セルによって形
成される。2. Description of the Related Art A high density memory such as 16M DRAM is formed by a stacked capacitor cell having two self-aligned contacts as shown in FIG.
【0003】図3によれば1はシリコン(Si)基板、
2はワード線、3はビットラインコンタクト、4は蓄積
ノード、5は蓄積ノードコンタクト、6はセルプレート
をそれぞれ示している。すなわち図3に示したメモリに
おいてビットラインコンタクト3が自己整合的に形成さ
れている。According to FIG. 3, 1 is a silicon (Si) substrate,
Reference numeral 2 is a word line, 3 is a bit line contact, 4 is a storage node, 5 is a storage node contact, and 6 is a cell plate. That is, the bit line contact 3 is formed in a self-aligned manner in the memory shown in FIG.
【0004】図4及び図5は図3に示したビットライン
コンタクトを自己整合で形成する工程を示す断面図であ
る。4 and 5 are sectional views showing a process of forming the bit line contact shown in FIG. 3 by self-alignment.
【0005】まず図4(a)に示すように、シリコン
(Si)基板1にLOCOS酸化膜8を形成した後、ゲ
ートポリシリコン(poly−Si)層9、SiO2膜
10、SiO2サイドウォール11をCVD法で形成し
た後、イオン注入、アニールによって拡散層12を形成
する。その上に全面に層間絶縁膜としてHTO(High T
emperature Oxide)(SiO2)膜14を形成し、更に
Si3N4膜15、BPSG膜16を形成する。First, as shown in FIG. 4A, after a LOCOS oxide film 8 is formed on a silicon (Si) substrate 1, a gate polysilicon (poly-Si) layer 9, a SiO 2 film 10 and a SiO 2 sidewall are formed. After forming 11 by the CVD method, a diffusion layer 12 is formed by ion implantation and annealing. An HTO (High T
An emperature oxide (SiO 2 ) film 14 is formed, and a Si 3 N 4 film 15 and a BPSG film 16 are further formed.
【0006】次にホトレジストを全面に塗布した後、ホ
トレジストのビットコンタクトパターニングを行い、レ
ジストパターンを形成し、図4(b)に示すように、そ
のレジストパターン17をマスクとしてBPSG膜16
をHF系の溶液でウエットエッチングする。Next, after applying a photoresist on the entire surface, bit contact patterning of the photoresist is performed to form a resist pattern, and as shown in FIG. 4B, the resist pattern 17 is used as a mask to form the BPSG film 16.
Is wet-etched with an HF-based solution.
【0007】次に図5(a)に示すように、異方性エッ
チングによりコンタクトホール内のSi3N4膜15、H
TO膜14を除去してSi基板1を露出させる。その後
レジストパターン17を除去した後、BPSGフローを
行ないより平坦化させて2層目の配線であるポリシリコ
ン膜18、タングステンシリサイド(WSix)膜19
を順次形成する(図5(b))。Next, as shown in FIG. 5A, the Si 3 N 4 film 15 and H in the contact hole are anisotropically etched.
The TO film 14 is removed to expose the Si substrate 1. Then, after removing the resist pattern 17, a BPSG flow is performed to further flatten the polysilicon film 18 and the tungsten silicide (WSix) film 19 which are the second layer wiring.
Are sequentially formed (FIG. 5B).
【0008】このようにして、自己整合的にコンタクト
ホールを形成することができる。In this way, the contact hole can be formed in a self-aligned manner.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】微細加工(リソグラフ
ィ技術)では、ネガレジストをコンタクトホール開口に
用いることがある。ネガレジストは光が照射された(光
を吸収した)所がパターンとして残るので逆テーパ形状
になることが多い。このような場合には通常上面規制で
加工制御する。この上面規制加工は、異方性(垂直下
方)ドライエッチングを用いてのみ可能であり、ウエッ
トエッチングでは等方的にエッチングが進行するため、
逆テーパがきつくなると、所定箇所のエッチングを精度
良く行うことが出来ない。In fine processing (lithography technique), a negative resist may be used for a contact hole opening. The negative resist often has a reverse taper shape because the portion where the light is irradiated (absorbs the light) remains as a pattern. In such a case, processing control is usually performed by the upper surface regulation. This upper surface regulation processing is possible only by using anisotropic (vertically downward) dry etching, and in wet etching, the etching proceeds isotropically.
If the inverse taper becomes tight, it is not possible to perform etching at a predetermined location with high precision.
【0010】また図4(a)に示したようにBPSG膜
16の上面の段差がより急峻であると、後に全面にpo
ly−Si等の膜を形成してその急峻な段差側面部のp
oly−Siを除去する必要がある場合、その側面下部
に一部poly−Siが残存する場合があった。If the step on the upper surface of the BPSG film 16 is steeper as shown in FIG.
A film of ly-Si or the like is formed, and p on the side surface of the steep step is formed.
When it was necessary to remove poly-Si, some poly-Si remained in the lower part of the side surface.
【0011】また、上記工程のBPSGフローは900
℃程度の温度で熱処理が必要であるが高集積デバイスに
必要な浅いPN接合を実現する観点からは、ドライブイ
ン以外の高温での熱処理は望ましくなかった。The BPSG flow of the above process is 900
Although heat treatment is required at a temperature of about ° C, heat treatment at a high temperature other than drive-in is not desirable from the viewpoint of realizing a shallow PN junction required for a highly integrated device.
【0012】そこで本発明はBPSGフローのような高
温熱処理を行なわずに自己整合的にコンタクトホールを
形成することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to form a contact hole in a self-aligned manner without performing a high temperature heat treatment such as a BPSG flow.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、シリコン基板上にLOCOS酸化膜を介して上部及
び側壁に酸化膜を設けた少なくとも2つのゲート電極パ
ターンを形成する工程、全面に層間絶縁膜として酸化
膜、窒化膜及びオゾンテトラエトキシシラン(TEO
S)膜を順次形成する工程、前記オゾンTEOS膜の一
部をエッチバックにより除去して平坦化する工程、次に
前記ゲート電極パターン間にコンタクトを形成するため
に前記オゾンTEOS膜上に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オゾ
ンTEOS膜、窒化膜及び酸化膜を順次エッチング除去
する工程、を含むことを特徴とするコンタクトホールの
形成方法によって解決される。According to the present invention, the above-mentioned object is to form at least two gate electrode patterns having an oxide film on the upper and sidewalls of a silicon substrate through a LOCOS oxide film. An oxide film, a nitride film, and ozone tetraethoxysilane (TEO) are used as an interlayer insulating film.
S) a step of sequentially forming a film, a step of removing a part of the ozone TEOS film by etching back to planarize it, and then a resist pattern on the ozone TEOS film to form a contact between the gate electrode patterns. And a step of sequentially removing the ozone TEOS film, the nitride film and the oxide film by etching using the resist pattern as a mask.
【0014】[0014]
【作用】本発明によれば、ゲート電極パターン上の層間
絶縁膜としてSiO2等の酸化膜34、Si3N4等の窒
化膜35及びその上にオゾンTEOS膜36を順次形成
している。このオゾンTEOS膜36は350〜400
℃程度の低温度でしかも段差がある所へもボイドを形成
することなく安定したCVD成長ができ、しかも平坦化
した後にレジストパターニングを行うので、良好な垂直
形状のレジストパターンが形成できる。According to the present invention, an oxide film 34 of SiO 2 or the like, a nitride film 35 of Si 3 N 4 or the like and an ozone TEOS film 36 are sequentially formed thereon as an interlayer insulating film on the gate electrode pattern. This ozone TEOS film 36 is 350-400.
Stable CVD growth can be performed even at a temperature as low as about 0 ° C. without forming voids even on a step, and since resist patterning is performed after planarization, a good vertical resist pattern can be formed.
【0015】しかもゲート電極パターン29間にコンタ
クトを形成するために、オゾンTEOS膜36上にレジ
ストパターン37を形成しているためそのパターンの位
置合わせずれがあってもゲート電極で規制されたコンタ
クトホールが形成できる。Moreover, since the resist pattern 37 is formed on the ozone TEOS film 36 in order to form the contact between the gate electrode patterns 29, the contact hole regulated by the gate electrode even if the pattern is misaligned. Can be formed.
【0016】[0016]
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1及び図2は本発明の一実施例を示す工
程断面図である。1 and 2 are process sectional views showing an embodiment of the present invention.
【0018】まず図1(a)に示すように、ほぼ従来法
と同様にシリコン(Si)基板21表面にLOCOS酸
化膜28を形成した後、厚さ200nmのn+ゲートp
oly−Si層(ゲート電極パターン)29、その上に
厚さ150nmのSiO2膜30をCVD法で堆積そし
てリソグラフィー技術でパターニングすることにより形
成する。図では2つのゲート電極パターン29を示し
た。更にCVD法により厚さ250nmのSiO2を堆
積した後、RIEによる異方性エッチングによるエッチ
バックを行ってゲート部の側面にSiO2サイドウォー
ル31を形成する。このようにして上部及び側壁に酸化
膜を設けたゲート電極パターンを形成した。First, as shown in FIG. 1A, a LOCOS oxide film 28 is formed on the surface of a silicon (Si) substrate 21 in the same manner as in the conventional method, and then a 200 nm thick n + gate p is formed.
An oli-Si layer (gate electrode pattern) 29, and a SiO 2 film 30 having a thickness of 150 nm are formed thereon by depositing by a CVD method and patterning by a lithography technique. In the figure, two gate electrode patterns 29 are shown. Further, after depositing SiO 2 with a thickness of 250 nm by the CVD method, etch back is performed by anisotropic etching by RIE to form SiO 2 sidewalls 31 on the side surfaces of the gate portion. Thus, a gate electrode pattern having an oxide film on the upper and side walls was formed.
【0019】更に従来と同様の方法でドーズ量5×10
15/cm2で砒素(As)イオンをSi基板21にイオ
ン注入し、900℃の温度で30分間アニール処理を施
してn+拡散層22を形成する。その後全面に厚さ30
nmのTEOS酸化膜(SiO2)34を堆積形成す
る。次に、減圧(LP)CVD法により20nmの厚さ
のSi3N4膜35を形成した後、オゾンテトラエトキシ
シラン(O3−TEOS)を約380℃で500nmの
厚さに堆積し、全面エッチバックにより厚さ350nm
にした状態にしオゾンTEOS膜36を形成してゲート
ポリシリコン層(ゲート電極)29間の溝を埋め平坦化
を行う。Further, a dose amount of 5 × 10
Arsenic (As) ions are ion-implanted into the Si substrate 21 at 15 / cm 2 and an annealing treatment is performed at a temperature of 900 ° C. for 30 minutes to form the n + diffusion layer 22. After that, thickness 30 on the entire surface
A TEOS oxide film (SiO 2 ) 34 having a thickness of nm is deposited and formed. Next, after forming a Si 3 N 4 film 35 having a thickness of 20 nm by a low pressure (LP) CVD method, ozone tetraethoxysilane (O 3 -TEOS) is deposited at a temperature of about 380 ° C. to a thickness of 500 nm, and the whole surface is deposited. 350 nm thickness by etch back
In this state, an ozone TEOS film 36 is formed to fill the groove between the gate polysilicon layers (gate electrodes) 29 and to perform planarization.
【0020】次にオゾンTEOS膜36上にコンタクト
ホールに対応してパターニングしたレジストパターン3
7を形成した後、バッファーフッ酸溶液で2分間エッチ
ングする。このエッチングではSi3N4膜35はフッ酸
に不溶のため残存する。Next, a resist pattern 3 patterned on the ozone TEOS film 36 corresponding to the contact holes.
After forming 7, a buffer hydrofluoric acid solution is etched for 2 minutes. In this etching, the Si 3 N 4 film 35 remains because it is insoluble in hydrofluoric acid.
【0021】オゾンTEOSで平坦化からコンタクトホ
ールのウェットエッチングを行うところでのバリエーシ
ョンとして、平坦化後800℃30分アニールでオゾン
TEOSの緻密化を行い、コンタクトホールのパターニ
ングを行い、P、As、Siなどをイオン注入し、コン
タクトホールのオゾンTEOSにダメージを与え、局所
的にウェットエッチングレートを高めることがある。こ
の方法によりウェットエッチングでの横方向の侵蝕を抑
制することができる。As a variation in the case where the contact holes are wet-etched after being planarized with ozone TEOS, the ozone TEOS is densified by annealing at 800 ° C. for 30 minutes after planarization, and the contact holes are patterned to form P, As, Si. There is a case where the ozone TEOS in the contact hole is damaged by ion implantation of the above, and the wet etching rate is locally increased. By this method, lateral erosion due to wet etching can be suppressed.
【0022】次に図2(a)に示すように、CF4/O2
ガスを用いたプラズマエッチング(異方性ドライエッチ
ング)により残存Si3N4膜35及びその下のTEOS
酸化膜34を除去し、次に図2(b)に示すようにレジ
ストパターン37を除去して自己整合的にコンタクトホ
ール40を形成することができる。Next, as shown in FIG. 2A, CF 4 / O 2
Residual Si 3 N 4 film 35 and TEOS thereunder by plasma etching (anisotropic dry etching) using gas
By removing the oxide film 34 and then removing the resist pattern 37 as shown in FIG. 2B, the contact hole 40 can be formed in a self-aligned manner.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によればBP
SG(リン−ボロンガラス)フローのような高温(約9
00℃)熱処理を行わず、低温熱処理(約350〜40
0℃)で層間絶縁膜の平坦化が可能なため安定した自己
整合的コンタクトホールを形成することができる。As described above, according to the present invention, the BP
High temperature such as SG (phosphorus-boron glass) flow (about 9
Low temperature heat treatment (about 350-40)
Since the interlayer insulating film can be flattened at 0 ° C., a stable self-aligned contact hole can be formed.
【図1】本発明の実施例の前半工程断面図である。FIG. 1 is a first-half process sectional view of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例の後半工程断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second half process of the embodiment of the present invention.
【図3】2つの自己整合コンタクトを有する積層キャパ
シタセルの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a multilayer capacitor cell having two self-aligned contacts.
【図4】従来例の前半工程断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a first half process of a conventional example.
【図5】従来例の後半工程断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the second half process of a conventional example.
1,21 シリコン(Si)基板 2 ワード線 3 ビットラインコンタクト 4 蓄積ノード 5 蓄積ノードコンタクト 6 セルプレート 8,28 LOCOS酸化膜 9,29 ゲートpoly−Si層(ゲート電極パター
ン) 10,30 SiO2 膜 11,31 SiO2 膜サイドウォール 12,22 拡散層 14 HTO(SiO2 )膜 15,35 Si3N4 膜 16 BPSG膜 17,37 レジストパターン 36 オゾンTEOS膜1, 21 Silicon (Si) substrate 2 Word line 3 Bit line contact 4 Storage node 5 Storage node contact 6 Cell plate 8, 28 LOCOS oxide film 9, 29 Gate poly-Si layer (gate electrode pattern) 10, 30 SiO 2 film 11, 31 SiO 2 film sidewalls 12, 22 diffusion layer 14 HTO (SiO 2 ) film 15, 35 Si 3 N 4 film 16 BPSG film 17, 37 resist pattern 36 ozone TEOS film
Claims (2)
して上部及び側壁に酸化膜を設けた少なくとも2つのゲ
ート電極パターンを形成する工程、 全面に層間絶縁膜として酸化膜、窒化膜及びオゾンテト
ラエトキシシラン膜を順次形成する工程、 前記オゾンテトラエトキシシラン膜の一部をエッチバッ
クにより除去して平坦化する工程、 次に前記ゲート電極パターン間にコンタクトを形成する
ために前記オゾンテトラエトキシシラン膜上にレジスト
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オゾンテトラ
エトキシシラン膜、窒化膜及び酸化膜を順次エッチング
除去する工程、 を含むことを特徴とするコンタクトホールの形成方法。1. A step of forming at least two gate electrode patterns on a silicon substrate with an oxide film on the upper and side walls through a LOCOS oxide film, an oxide film, a nitride film and ozone tetraethoxy as an interlayer insulating film on the entire surface. A step of sequentially forming a silane film, a step of removing a part of the ozone tetraethoxysilane film by etching back to planarize, and a step of forming a contact between the gate electrode patterns on the ozone tetraethoxysilane film. And a step of sequentially removing the ozone tetraethoxysilane film, the nitride film, and the oxide film by using the resist pattern as a mask.
エットエッチングし、前記窒化膜及び酸化膜を異方性ド
ライエッチングすることを特徴とする請求項1記載のコ
ンタクトホールの形成方法。2. The method of forming a contact hole according to claim 1, wherein the ozone tetraethoxysilane film is wet-etched, and the nitride film and the oxide film are anisotropically dry-etched.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022744A JPH05218331A (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Contact hole formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022744A JPH05218331A (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Contact hole formation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218331A true JPH05218331A (en) | 1993-08-27 |
Family
ID=12091213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022744A Pending JPH05218331A (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Contact hole formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218331A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5502006A (en) * | 1993-11-02 | 1996-03-26 | Nippon Steel Corporation | Method for forming electrical contacts in a semiconductor device |
| KR100451500B1 (en) * | 1998-12-28 | 2004-12-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | Manufacturing method of semiconductor device |
| KR100511397B1 (en) * | 1998-08-06 | 2005-11-24 | 삼성전자주식회사 | Method for forming connect hole of semiconductor device |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP4022744A patent/JPH05218331A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5502006A (en) * | 1993-11-02 | 1996-03-26 | Nippon Steel Corporation | Method for forming electrical contacts in a semiconductor device |
| KR100511397B1 (en) * | 1998-08-06 | 2005-11-24 | 삼성전자주식회사 | Method for forming connect hole of semiconductor device |
| KR100451500B1 (en) * | 1998-12-28 | 2004-12-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | Manufacturing method of semiconductor device |
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