JPH06349789A - 高集積半導体装置のコンタクトホール形成方法 - Google Patents
高集積半導体装置のコンタクトホール形成方法Info
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Abstract
最小化し、半導体装置の集積度を限界値以上に向上させ
得るコンタクトホールの形成方法を提供する。 【構成】 半導体基板10に素子分離絶縁膜12と不純
物拡散領域14、該拡散領域間のチャネル領域の上部
に、ゲート酸化膜16とゲート電極18及び層間絶縁膜
22を形成する。層間絶縁膜の上に第1高選択エッチン
グ膜24を形成し、さらに該エッチング膜に対して極め
て大きなエッチング比をもつエッチング補助物質層の酸
化膜層26を形成する。第1エッチング膜が露出するよ
う酸化膜層に擬似コンタクトホール30を形成し、該ホ
ールの側壁を中央部が突出するよう円形に変形させ、側
壁中央部と下段部が直線となるよう該ホールの隅部分に
第2高選択エッチング膜32を埋込む。異方性エッチン
グにより酸化膜26を除去し、配線層でなる底面と層間
絶縁膜及び選択エッチ膜でなる側壁の微細孔を形成す
る。
Description
集積半導体装置において、層間絶縁膜の上部及び下部に
形成された金属配線層を電気的に接続されるための金属
コンタクトを製造するための方法に関し、特にコンタク
トホールの大きさを最小化し半導体装置の集積度を向上
させることができる高集積半導体装置のコンタクトホー
ル形成方法に関するものである。
Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)及
びASIC(Application Specific Integraed Circui
t)等のような高集積半導体装置は多数の配線層と、さ
らに層間絶縁膜の上部及び下部に位置した配線層を電気
的に接続させるため層間絶縁膜に形成されたコンタクト
を備える。また、高集積半導体装置の集積度はコンタク
トの大きさが小さくなるほど大きくなる。コンタクトの
大きさはコンタクトホールの大きさにより決定される。
しかし、コンタクトホールの大きさは露光装置のような
半導体製造装置等の限界により一定の大きさ以下にする
ことができなかった。このため、既存の高集積半導体装
置の集積度は限界値以上に向上され得なかった。
は層間絶縁膜に形成するコンタクトホールを最小化し、
半導体装置の集積度を限界値以上に向上させ得る高集積
半導体装置のコンタクトホール形成方法を提供すること
にある。
るため、本発明の高集積半導体装置のコンタクトホール
形成方法は、自身の上部に配線層パターンを形成した半
導体基板を提供する段階と、配線層パターンを含む半導
体基板の全表面に層間絶縁膜を形成する段階と、層間絶
縁膜の上部に選択エッチング膜を形成する段階と、選択
エッチング膜の上部に選択エッチング膜に対し非常に大
きいエッチング比を有するエッチング補助物質層を形成
する段階と、選択エッチング膜が露出されるようエッチ
ング補助物質層を擬似コンタクトホールを形成する段階
と、擬似コンタクトホールの側壁を中央部が突出される
よう半円形に変形させる段階と、擬似コンタクトホール
の側壁の中央部と下段部が直線を成すよう、コンタクト
ホールの隅部分に選択エッチング物質を埋め込む段階
と、エッチング補助物質層が除去されるようにし、さら
に配線層パターンで成る底面と層間絶縁膜及び選択エッ
チング膜で成る側壁を有する微細なコンタクトホールが
形成されるよう非等方性エッチングする段階とを具備す
ることとした。
形成方法によれば、エッチング比が異なる物質をエッチ
ングして層間絶縁膜が形成される。従って、コンタクト
ホールの大きさを半導体製造装置による限界値以下に減
少させることができる。
た素子領域に形成された不純物拡散領域等14と、不純
物拡散領域等14の間のチャネル領域の上部に積層され
たゲート酸化膜パターン16及びゲート電極パターン1
8を有する半導体基板10が示されている。そして、不
純物拡散領域等14は、導電性を有しており、図中の2
つのゲート電極パターン18により構成されるそれぞれ
のトランジスタのソース領域を共通領域として接続する
配線パターンを形成している。
10の全表面には酸化膜20、層間絶縁膜22、第1高
選択エッチング膜24及びこの選択エッチング膜に対し
て非常に大きいエッチング比を有するエッチング補助物
質層であるオキサイド層26(シリコン酸化膜)が順次
堆積される。層間絶縁膜22は酸化膜で形成され、第1
高選択エッチング膜24はオキサイド層26に比べて非
常に低いエッチング比を有する(エッチングされにく
い)シリコン窒化膜又はポリシリコンで形成される。さ
らにオキサイド層26はリン(P)又はホウ素(B)及
びリン(P)が不純物として含まれたオキサイド(PS
GまたはBPSG)を堆積することにより形成される。
れたマスクパターン28と、またマスクパターン28の
間に露出したオキサイド層26に形成された擬似コンタ
クトホール30を備えた半導体装置が示されている。擬
似コンタクトホール30は、マスクパターン28の間で
露出したオキサイド層26がエッチングされることによ
り形成される。さらに、擬似コンタクトホール30は第
1高選択エッチング膜24で成る底面を有する。マスク
パターン28は、擬似コンタクトホール30が形成され
た後に除去される。
サイド層26の穴で規定される擬似コンタクトホール3
0の側壁は中央部が突出されるよう半円状に変形されて
おり、さらに擬似コンタクトホール30の側壁及び底面
とオキサイド層26の表面には第2高選択エッチング膜
32が堆積される。そして、擬似コンタクトホール32
の側壁の中央部と下段部が直線を成すよう、コンタクト
ホール32の半円形側壁と第1高選択エッチング膜24
の上面とで規定される隅部分に選択エッチング物質とし
て第2高選択エッチング膜32が埋め込まれる。
は、マスクパターンが除去された後、窒素又は酸素雰囲
気を有する高温急速熱処理装置(即ち、窒素又は酸素気
体が充填された高温急速熱処理装置)の内部で熱処理さ
れることにより形成される。また、第2高選択エッチン
グ膜32は第1高選択エッチング膜24と同じくシリコ
ン窒化膜又はポリシリコンで形成される。
壁の下段部に残存する第2高選択エッチング膜32の残
有物32Aを有する半導体装置が示されている。第2高
選択エッチング膜32の残有物32Aは、第2高選択エ
ッチング膜32が非等方性エッチング(異方性エッチン
グ)されることにより形成される。
チングを行うブランキットオキサイドエッチング法(全
面オキサイドエッチング法)により除去される。このブ
ランキットオキサイドエッチング工程の際、オキサイド
層26の間で露出された第1高選択エッチング膜24
と、また露出された第1高選択エッチング膜24の下部
に位置した層間絶縁膜22及び酸化膜20がエッチング
され、図5に示されたようにコンタクトホール34が形
成される。コンタクトホール34は図2に示された擬似
コンタクトホール30に比べて小さい径を有する。さら
に、コンタクトホール34の大きさは、図1乃至図4に
示されたオキサイド層26の厚さ又は熱処理工程での熱
処理温度により調節することができる。例えば、オキサ
イド層26を厚くしたり又は熱処理温度を高めた場合、
オキサイド層26の(メルト)フローが多く生じること
となりコンタクトホール34の大きさは減少する。
成された配線ライン36、配線ライン36及び層間絶縁
膜22の間に形成された第1高選択エッチング膜パター
ン24Aを有する半導体装置が示されている。配線ライ
ン36はコンタクトホール34を含んだ半導体基板の全
表面に導電層を蒸着し、マスクパターンを利用してこの
導電層をエッチングすることにより形成される。また、
第1高選択エッチング膜パターン24Aは配線ライン3
6の形成課程の後、第1高選択エッチング膜24がエッ
チングされることにより形成される。
装置のコンタクトホール形成方法は、エッチング比の異
なる物質をエッチングし、コンタクトホールの大きさを
半導体製造装置による限界値以下に減少させることがで
きる利点を提供する。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
ールの形成方法により微細コンタクトホールが製造され
る工程を説明する半導体装置の断面図である。
物拡散領域、16…ゲート酸化膜パターン、18…ゲー
ト電極パターン、20…酸化膜、22…層間絶縁膜、2
4…第1高選択エッチング膜、24A…第1高選択エッ
チング膜パターン、26…オキサイド層、28…マスク
パターン、30…擬似コンタクトホール、32…第2高
選択エッチング膜、32A…残有物、34…コンタクト
ホール、36…配線ライン。
Claims (9)
- 【請求項1】 上部に配線層パターンが形成された半導
体基板を提供する段階と、 前記配線層パターンを含む前記半導体基板の全表面に層
間絶縁膜を形成する段階と、 前記層間絶縁膜の上部に選択エッチング膜を形成する段
階と、 前記選択エッチング膜の上部に、前記選択エッチング膜
に対して非常に大きいエッチング比を有するエッチング
補助物質層を形成する段階と、 前記選択エッチング膜が露出するよう、前記エッチング
補助物質層に擬似コンタクトホールを形成する段階と、 前記擬似コンタクトホールの側壁の中央部が突出される
よう、半円形に変形される段階と、 前記擬似コンタクトホールの側壁の中央部と下段部が直
線を成すよう、前記コンタクトホールの隅部分に選択エ
ッチング物質を埋め込む段階と、 前記エッチング補助物質層が除去されるようにし、さら
に前記配線層パターンで成る底面と前記層間絶縁膜及び
選択エッチング膜で成る側壁を有する微細なコンタクト
ホールが形成されるよう、非等方性にエッチングする段
階とを備えたことを特徴とする高集積半導体装置のコン
タクトホール形成方法。 - 【請求項2】前記選択エッチング膜がシリコン窒化膜で
形成され、前記エッチング補助物質がオキサイド層で形
成されたことを特徴とする請求項1記載の高集積半導体
装置のコンタクトホールの形成方法。 - 【請求項3】前記非等方性エッチング段階が、全面オキ
サイドエッチング法を利用したことを特徴とする請求項
2記載の高集積半導体装置のコンタクトホール形成方
法。 - 【請求項4】前記擬似コンタクトホールの側壁の変形
は、窒素気体を内蔵した高温急速熱処理装置により熱処
理されて行われることを特徴とする請求項3記載の高集
積半導体装置のコンタクトホール形成方法。 - 【請求項5】 前記高温急速熱処理装置が、窒素気体の
代りに酸素気体を内蔵することを特徴とする請求項4記
載の高集積半導体装置のコンタクトホール形成方法。 - 【請求項6】 前記エッチング補助物質層を形成する前
記オキサイドが、不純物としてリン(P)を含むことを
特徴とする請求項5記載の高集積半導体装置のコンタク
トホール形成方法。 - 【請求項7】 前記エッチング補助物質層を形成する前
記オキサイドが、不純物としてホウ素(B)を追加して
含むことを特徴とする請求項6記載の高集積半導体装置
のコンタクトホール形成方法。 - 【請求項8】 前記選択エッチング膜がシリコン窒化膜
の代りに、ポリシリコンで形成されたことを特徴とする
請求項2記載の高集積半導体装置のコンタクトホール形
成方法。 - 【請求項9】 前記非等方性エッチング段階が、全面オ
キサイドエッチング法を利用したことを特徴とする請求
項8記載の高集積半導体装置のコンタクトホール形成方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR93-02955 | 1993-03-02 | ||
| KR93002955A KR960009100B1 (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Manufacturing method of minute contact hole for highly integrated device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349789A true JPH06349789A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2667360B2 JP2667360B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032410A Expired - Fee Related JP2667360B2 (ja) | 1993-03-02 | 1994-03-02 | 半導体装置のコンタクトホール形成方法 |
Country Status (3)
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|---|---|
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| JP (1) | JP2667360B2 (ja) |
| KR (1) | KR960009100B1 (ja) |
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- 1994-02-28 US US08/202,556 patent/US5368682A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-02 JP JP6032410A patent/JP2667360B2/ja not_active Expired - Fee Related
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