JPS5999719A - コンタクトホ−ルの形成方法 - Google Patents

コンタクトホ−ルの形成方法

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JPS5999719A
JPS5999719A JP57210722A JP21072282A JPS5999719A JP S5999719 A JPS5999719 A JP S5999719A JP 57210722 A JP57210722 A JP 57210722A JP 21072282 A JP21072282 A JP 21072282A JP S5999719 A JPS5999719 A JP S5999719A
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JP
Japan
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film
etching
contact hole
forming
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP57210722A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Funakoshi
舟越 也寸宏
Satoru Kamoto
覚 嘉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5999719A publication Critical patent/JPS5999719A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/011Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

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】 こや発明は、半導体尽、板等に形成するパターンの形成
方法、特にそのコン、タクトホール形成の改良に関する
ものである。
従来、この種の方法として第1図に示すものがあった。
図において(11)はシリコン基板、f2+ 、 13
+はシリコン基板+1.1上、に成環させたゲート酸化
膜およびフィールド酸化膜、(4)はゲート酸化膜(2
)上に被着させへ結晶シリコンゲート、(5)は多結晶
シリコンの表面に成長させた酸化膜、(61は酸化膜f
2+ 、 +31 。
(5)上に被着されたリン珪酸ガラス膜(以後PSG膜
と呼ぶ) 、f7+、 +8日まシリコン基板fi+の
表面に形成されたシリコン基板(1)の導電型と異なる
導電型のソースおよびドレイン領域、(9)はソース領
域(7)およびドレイン領域(8)の表面まで貫通した
コンタクト孔、州はコンタクト孔を開孔するためのレジ
ストマスクである。
次に工程について説明する。シリコン基板(1)にゲー
ト酸化膜(21およびフィールド酸化膜(3)を熱酸化
によって形成後、多結晶シリコンゲート(4)を形成し
、さらにシリコン基板を熱酸化して多結晶シリコン膜(
4)上に酸化膜(5)を形成する。この後、ゲート酸化
膜(2)、フィールド酸化膜(3)および酸化膜(5)
上に公知のCVD法によって酸化膜+21 、151と
比−べて厚(PSG膜(6)を形成し、このPS()膜
(6)上に所定のレジストマスクσQを形成する。次に
レジストマスク001を介してPSG膜(6)をウェッ
トエツチングし、さらに酸化膜(2)および(5)を同
時にウェットエツチングすることにより、多結晶シリコ
ンゲート(4)、ソース領域(7)およびドレイン領域
(8)を露出し所望のコンタクト孔(91を形成する。
しかるに上記の方法によるときは、PSG膜(6)およ
び酸化膜+21.+51のエツチングは等方性なのでサ
イドエッチが発生するが、特にPSG膜(6)は酸化膜
+21 、151と比べてエッチ速度が極めて速く、レ
ジストマスク(101の孔と比べて大きいコンタクト孔
(9)が形成され、コンタクト孔(9)の大きさを精度
よく制御することが困難であるという欠点があった。
この発明は上記のような従来の方法の欠点を除くために
なされたもので、CVD膜の表面に第1のマスクを介し
てサイドエッチを伴なう第1のエツチングを施して第1
の凹部を形成し、この第1の四部に薄い絶縁膜を形成し
た後第2のマスクを形成し、この第2のマスクを介して
第2のエツチングを行なって第2の凹部を形成すること
により、第1のエツチングのみで形成した同じ深さの凹
部よりサイドエッチを小さくすることができ、凹部の寸
法精度を良くすることができるコンタクトホールの形成
方法を得ることを目的としている。
以下、この発明の一実施例を第2図の工程図を用いて説
明する。第2図(a)の(1)〜(8)は第1図に示す
従来のものと同じ構成を示すもので、シリコン基板fi
+すなわち半導体基板の表面上に2000′A以下のゲ
ート酸化膜(2)およびこのゲート酸化膜(2)より厚
いフィールド酸化膜(3)が熱酸化によって形成された
後、多結晶シリコンゲート(4)が形成され、次に多結
晶シリコンゲート(4)を熱酸化してゲート(4)上に
2000′A以下の酸化膜(5)が形成され、次いで表
面をなだらかにするための7000 ′A位のPSG膜
+61すなわちCVD膜が公知のCVD技術により形成
される。シリコン基板filの表面にはこれの導電型と
は異なる導電型のソース領域(7)およびドレイン領域
t8+が形成される。次に第2図(blに示すように第
1のレジストマスク曲すなわち第1のマスクをPSG膜
+61上に形成する。この場合、最近のパターンの微細
化に対処するために、レジスト膜厚を薄くしなければな
らず、それによるレジストピンホール等の欠陥防止のた
めにレジストマスク形成を2重に行なうのが通常である
が、ここではレジストマスク0.01は1重である。次
いで、レジストマスク(lotを介してPSG膜(6)
とゲート酸化膜(2)および多結晶シリコンゲート(4
)上の酸化膜(5)の少なくとも一方にウェットエツチ
ングすなわぢ第1のエツチングを施してコンタクト孔(
91すなわち第1の凹部部を形成する。この場合、PS
G膜(6)および酸化膜+21 、 +51は等方性エ
ツチングされ、且つpsc膜(6)は厚みが大でしかも
エッチ速度が極めて早いので、サイドエッチ量が非常に
多いコンタクト孔(9)となっている。さらに第2図(
C)に示すように、レジストマスク(telを除去した
後、わずかの酸素雰囲気中でシリコン基板(1)を熱処
理することにより、コンタクト孔(9)内の多結晶シリ
コンゲート(4)表面およびソースおよびドレイン領域
(7+ 、 +81表面がわずかに酸化されて100′
A程度の酸化膜01)が形成される。この熱処理は、前
記のエツチングで生じるAの領域の鋭い角をなめらかに
する効果かあり、後工程で形成するアルミ配線の断線を
防止するために行なわれる。次に、−この状態から公知
のOVD技術により窒化シリコン膜αりすなわち絶縁膜
を1000 ’A程度形成する。このときコンタクトポ
ール(9)内の薄い酸化膜側は必ずしも必要でないが、
窒化膜(1のをシリコン基板(1)上に直接形成した場
合にシリコン基板(1)との間に生じる歪による窒化膜
(121のクラック、あるいは後工程でのこの窒化膜α
乃のエツチングによるシリコン基板(1)への損傷等の
防止のためには効果的である。次いで第2図(d)に示
すように、既に形成されているコンタクト孔(9)内に
レジストマスク叫すなわち第2のマスクを形成し、この
レジストマスク03)を介して窒化膜(1つおよび薄い
酸化膜圓にウェットエツチングすなわち第2のエツチン
グを施して除去し、コンタクト孔α荀すなわち第2の凹
部を形成する。このコンタクト孔Iのエツチングは等方
性エッチであるが、窒化膜(1りおよび酸化膜圓はps
G膜と比べてエツチング速度は遅く、膜厚は薄いのでサ
イドエッチ量はほとんどなく、PSG膜はマスクされて
いるのでサイドエッチが進まず、極めて精度良くコンタ
クト孔αaを形成することができる。従来はコンタクト
孔(9)の形成時のサイドエッチ量が大きく、第1図の
コンタクト孔(91とフィールド酸化膜(3)との余裕
Bおよびコンタクト孔(9)と多結晶シリコンゲート(
4)との余裕Cを大きく取る必要があったが、コンタク
ト孔a→の形成により全く問題にならなくなり、ノでタ
ーンの微細比重こ極めて有効である。またコンタクト孔
内の構造が2段構造になっていることから、この領域に
後工程で形成されるアルミ配線の段差も従来と比べ軽減
され、アルミ配線の断線の防止にもなる。さらに前述の
ごとく、最近のパターンの微細化に伴ない、コンタクト
孔形成のためのレジストは2重にすることが通常となっ
ており、本発明によるマスク枚数の増加もなく、わずか
な工程数の増加にしかならず、極めて大きな歩留の向上
が期待できる。
ここで酸化膜(21,+51. (11)、 P S 
G膜(6)および窒化膜(12)は絶縁膜であり、電極
を取り出すためのコンタクト孔の形成材料として適当な
ものであり、またコンタクト孔(9+ 、 H以外の領
域の絶縁膜構造は熱酸化膜+2+、t;うl、+51、
PSG膜(6)、窒化膜(1つの3層構造となっている
ため、アルミ配線とPSG膜(62が直接接する領域が
全(なくなり、耐湿性の一段の向上が期待できる。
なお上記実施例ではコンタクト孔+91を形成する場合
に、ウェットエツチングによってPSG膜(6)と酸化
膜+21 、 +51を除去したが、ウェットエツチン
グはどこで止めてもよく第3図(alに示すように、レ
ジストマスク凹を介してPSG膜(6)のみをウェット
エツチングしてコンタクト孔+91を形成し、コンタク
ト孔(9)内にはソースおよびドレイン領域(7)、(
8)上の酸化膜(2)、あるいは多結晶シリコンゲート
(4)上の酸化膜(5)を残してもよい。以後の工程は
レジストマスク(101を除去したのち第3図(blに
示すように窒化膜@をデボし、以後実施例と同様にレジ
ストマスク(13)を形成し、これを介して窒化膜(1
2)と酸化膜+21.f5+のウェットエツチングを行
ない、コンタクト珪(9)内にコンタクト孔αaを形成
する。
この方法によるときは上記実施例の方法と比べてPSG
膜(6)のサイドエッチを小さくすることができる。
また上記実施例ではCVD膜はP S G膜としたが酸
化シリコン膜等の他のCVD膜でもよい。
さらに上記実施例では絶縁膜は窒化シリコン膜としたが
酸化シリコン膜等の他のどのような絶縁膜でもよく、ま
た1層であったが何層であってもよい。
さらにまた上記実施例では第1および第2のエツチング
はウェットエツチングとしたが少なくとも一方はプラズ
マエツチング等の他の等方エツチングであってもよく、
さらに少なくとも一方はサイドエッチか発生する異方エ
ツチングであってもよく、同様に所期の目的を達し得る
また上記実施例では第2のマスク形成および第2のエツ
チングは1回であったが2回以上繰返してもよいことは
いうまでもない。
以上のように、この発明によれば半導体基板表面に積層
された熱酸化膜およびCVD膜に第1のマスクを形成し
、このff1lのマスクを介して少なくともCVD膜が
除去されるサイドエッチを伴なう第1のエツチングを施
して第1の凹部を形成し、この第1の凹部に薄い絶縁膜
を形成した後前記第1の凹部内が開口した第2のマスク
を形成し、この第2のマスクを介して第2のエツチング
を行なって第2の凹部を形成するようにしたので、第1
のエツチングのみで同じ深さの凹部を形成した場合より
サイドエッチ量が小さくなり、凹部の寸法精度を良くす
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置のコンタクト孔の形成方法を
示す工程図、第2図はこの発明の一実施例を示す工程図
、第3図はこの発明の他の実施例を示す工程図である。 図において、(1)は半導体基板、+21 、 +51
は熱酸化膜、(6)はOVD膜、+91は第1の凹部、
(10)は第1のマスク、(121は絶縁膜、(13)
は第2のマスク、α(1)は第2の凹部である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第 1 :゛シ1 第2釣 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)半導体基板の表面の熱酸イ1膜に積層されたCV
    D膜上に第1のマスクを形成する工程、前記第1のマス
    クを介してサイドエッチが伴なう第1のエツチングを施
    して少な(とも前記CVD膜を除去した第1の凹部を形
    成する工程、前記第1の凹部實含む剪記半!体基板上に
    前記第1のエツチングの深さと比べて薄い絶縁膜を形成
    する工程、前記絶縁膜上に前記第1の凹部内、が開口し
    た第2のマスクを形成入る工程、前記第2のマスクを介
    してサイドチッチが伴なう第2のエツチングを行なって
    第2の凹部を形成する工程を含むコンタクトホールの形
    成方法。 1210 v p膜ジノン珪酸ガラス膜および酸化シリ
    コン膜の一方であり、絶縁膜は窒化シリコン膜である特
    許請求の範囲第1項に記載のコンタクトホールの形成方
    法つ (3)第1のエツチングの深さはOV 、D膜および熱
    酸化膜の2層の厚十と等しい特許請求の範囲第1項に記
    載のコンタクトホールの形成方法。 (4)第1のエツチングの深さはCIVD膜の厚みと等
    しい特許請求の範囲第1項に記載のコンタクトホールの
    形成方法。 (5)コンタクトホール9深さはCVD膜および酸化シ
    リコン膜の2層の厚みに等1い特許請求の範囲第1項記
    載のコイタクトホールの形成方法。 (6)第1および第2のエツチングは等方性エツチング
    である特許請求の範囲第1項に記載のコンタクトホール
    の形成方法。
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