JPS6285444A

JPS6285444A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS6285444A
Application number: JP22520185A
Authority: JP
Inventors: Daishiyoku Shin; 申　大▲てい▼; Masao Kanazawa; 金沢　政男; Mutsuo Yoshinami; 睦男良波; Hideki Fushimi; 英樹伏見
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-18

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】〔概要〕等方性エツチングによるサイドエツチングが可能で、か
つ絶縁層の異方性エツチングに対するマスク性を有する
マスク層を用いてコンタクト孔を形成し、微細な二Ｊン
タクト孔の段差を緩和し、配線層の断線を防止する製造
方法を提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に段差被覆を
改善できるコンタクト孔の形成方法に関する。

半導体装置の製造においては、絶縁層を介して配線層と
半導体基板、あるいは半導体基板上に形成された導電層
等の下地との間に電気的接続を行う場合、絶縁層にコン
タクト孔を開けて露出した下地の上に配線層を形成し、
両者を接触させている。

この場合、デバイスの微細化にともない、コンタクト孔
は小さく、深くなり、配線層の被覆が困難になるため、
その断面形状を工夫して配線層の段差被覆を改善する方
法が種々試みられている。

〔従来の技術〕

微細なコンタクト孔の従来の形成方法は、レジストマス
クを用いて、リアクティフ゛イオンコニツチング（ＲＩ
Ｂり法による垂直方向に優勢な異性性エツチングで行っ
ていた。

このとき、メルト等により絶縁層に開けられたコンタク
ト了りの肩をなだらかににしても、二Ｉンタクト孔が微
細なため配線層の被覆は非常に不利なものである。

さらに、改良された方法として、レジストマスクを用い
て等方性エツチングと異性性エツチングを用いてコンタ
クト孔の肩を面とりする方法が行われている。

第３図（１１、（２）は従来例による改良されたコンタ
クト孔形成方法である。

第３図（１）において、下地１の上に絶縁層２を被着し
、その」−にレジスト４を塗布しコンタクト孔形成部を
開［−１する。

つぎに、等方性エツチングにより、レジスト４の下まで
絶縁層２をアンダーカットし、続いて異性性エツチング
により、絶縁層２を開「１して下地１を露出さ・口、コ
ンタクト孔を形成する。

第３図（２）において、レジストを除去後、コンタクト
孔を覆って配線層５、カバー絶縁層６を形成する。

この場合において４）、図のＡ、８点の個所が滑らかで
ないため、配線層の被覆がよくない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のコンタクト孔の形成方法では、配線層の段差被覆
が悪く、断線の危険がある。

〔問題点を解決するための手段〕

一１二記問題点の解決は、下地（１）上に、絶縁層（２
）と、マスク層（３）と、レジスト（４）とを順次被着
し、該しシスト（４）の：ノンタクト孔形成領域に開１
」部を形成し、等方性エツチングにより、該マスク層（
３）を該開口部の面積より大きく除去し、異方性エツチ
ングにより、該絶縁層（２）を略該開口部の面積で厚さ
方向に厚さの途中までを除去し、レジスＩ−（４）を除
去して、該マスク層（３）をマスクにした異方性エツチ
ングにより、該絶縁層（２）を除去して核上ｊ１！！（
１１を露出させる工程を含む本発明による半導体装置の
製造方法、および下地（１）上に、絶縁層（２）と、マスク層（３）と、
レジスト（４）とを順次被着し、該レジスト（４）の二
ｌンタクト孔形成領域に開口部を形成し、等力性上ソチ
ングにより、該マスク層（３）を該開口部の面積より大
きく除去し、かつ該絶縁層（２）の一部を除去し、異方
性エツチングにより、該絶縁層（２）を除去して該下地
ｆ１１を露出させる工程を含む本発明による半導体装置
の製造方法により達成される。

前記下地（１）が半導体基板、あるいは半導体基板上に
被着された導電層である、前記マスク層（３）が多結晶珪素層、あるいは窒化珪素
層である、前記絶縁層（２）が燐珪酸ガラス層、あるいは二酸化珪
素層である場合は特に本発明の効果が顕著である。

〔作用〕

本発明は、レジストをマスクにした等方性エツチングに
よるサイドエツチングが可能で、かつ絶縁層の異方性エ
ツチングに対するマスク性を有するマスク層を用いて、
まずマスク層を等方性エツチングによりサイドエツチン
グしてコンタクト孔よりやや大きい孔を開け、このマス
ク層を利用して肩のだれた断面形状を有するコンタクト
孔を形成し、コンタクト孔の段差を緩和し、配線層の断
線を防止するものである。

〔実施例〕

第１図＋１１〜（６）は第１の本発明によるコンタクト
孔の形成方法を工程順に説明する断面図である。

第１図（１）において、１は下地で、例えば珪素（Ｓｉ
）％板で、この」−に化学気相成長（ＣＶｌｌ）法によ
り、絶縁層として厚“さｌｔｔｍの燐濃度の大きい燐珪
酸ガラス（＋１−ＰＳＧ）層２、マスク層として厚さ２
０００人の多結晶珪素（ポリＳｉ）層３を順次被着する
。

つき゛に、その−にに厚さ１．３〜１．５μｍのレジス
ト４を塗布し、ｍｌンタクト孔形成領域に開１１部を形
成する。

第１図（２）において、レジストパターンをマスクにし
て、等方性エツチングによりポリＳｉ層３をアンダーカ
ットする。

ポリＳｉの等方性エツチングの条件は、エツチングガス
として四弗化炭素（ＣＦ４）→−酸素（０□）をＩＴｏ
ｒｒに減圧して、周波数２．４５Ｇｌｌｚの電力をＩＫ
Ｗ加えて行う、マイクロ波励起によるプラズマエツチン
グによる。

第１図（３）においζ、異方性エツチングによりｎ−ｐ
ｓｃ層２を半分程度の厚さにする。

ｎ−ｐｓｃの異方性エツチングの条件は、エツチングガ
スとして三弗化メタン（ＣＩＩＦ３）　＋　０２を（１
，４Ｔｏｒｒに減圧して、周波数１３．５６Ｍ１ｌｚの
電力を５００−加えて行う、Ｉ？ＩＨによる。

第１図（４）において、レジスト４を除去後、ポリＳｉ
層３をマスクにして、異方性エツチングにより＋１−Ｐ
ＳＧ層２を下地１が露出するまで除去する。

ロー１１５Ｇの異方性エツチングの条件は前工程と同様
である。

レジストの除去条件は、エツチングガスとして０２をｌ
　Ｔｏｒｒに減圧して、周波数２．４５ＧＨｚの電力を
ＩＫＷ加えて行う、マイクロ波励起によるプラズマアッ
シングによる。

第１図（５）において、エツチング後は図示のように段
差の緩和された断面形状を有するコンタクト孔が得られ
る。

つぎに、ポリＳｉ層３を除去する。

第１図（６）において、コンタクト孔を覆って配線層と
してアルミニウム（＾１）層５を形成する。

第２図＋１１〜（４）は第２の発明によるコンタクト孔
の形成方法を工程順に説明する断面図である。

第２図（１）において、１は下地で、例えばＳｉ基板で
、この上にＣｖＩ′１法により、絶縁層として厚さ１μ
ｍの１ｌ−ＰＳＧ層２、マスク層として厚さ４０００人
のポリＳｉ層３を順次被着する。

つぎに、その−１−に厚さ１．３〜１．５μｍのレジス
ト４を塗布し、二ｌンタクト孔形成領域に開「１部を形
成する。

第２図＋２１において、レジストパターンをマスクにし
て、等方性エツチングによりポリＳｉ層３をアンダーカ
ットする。

同時に、ｎ−ｐｓｃ層２も一部エソチングして凹部を形
成する。

第２図（３）において、レジスト４を除去しないでこれ
をマスクにして、異方性エツチングによりローＰＳＧ層
２を下地１が露出するまで除去する。

つぎに、レジスト４、およびポリＳｉ層３を除去する。

第２図（４）において、図示のように段差の緩和された
断面形状を有する二１ンタクト孔が得られる。

この後、第１図（６）と同様にコンタクト孔を覆って配
線層を形成する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明による一１ンタクｌ孔
の形成方法では、デバイスの微細化にともないｍｌノン
タクト孔小さくなっても、配線層の段差被覆がよく、断
線の危険が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）〜（６）は第１の本発明によるコンタクト
孔の形成方法を工程順に説明する断面図、第２図（１，
１〜（４）は第２の発明によるコンタクト孔の形成方法
を工程順に説明ゴる断面図、第３図（１）、（２）は従
来例による改良されたコンタクト孔形成方法である。図において、１は下地で、例えばＳｔ基板、２は絶縁層でＤ−ＰＳＧ層、３はマスク層でポリＳｉ層、４はレジスト、５は配線層でＡ１層である。１゛１、埋入ｆ「理士井桁貞− 第１の茫Ｅｒ目の１杢’ｐＥｇ、蛙、■目１３止作叫ト
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Claims

【特許請求の範囲】

（１）下地（１）上に、絶縁層（２）と、マスク層（３
）と、レジスト（４）とを順次被着し、該レジスト（４
）のコンタクト孔形成領域に開口部を形成し、等方性エッチングにより、該マスク層（３）を該開口部
の面積より大きく除去し、異方性エッチングにより、該絶縁層（２）を略該開口部
の面積で厚さ方向に厚さの途中までを除去し、レジスト
（４）を除去して、該マスク層（３）をマスクにした異
方性エッチングにより、該絶縁層（２）を除去して該下
地（１）を露出させる工程を含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
（２）下地（１）上に、絶縁層（２）と、マスク層（３
）と、レジスト（４）とを順次被着し、該レジスト（４
）のコンタクト孔形成領域に開口部を形成し、等方性エッチングにより、該マスク層（３）を該開口部
の面積より大きく除去し、かつ該絶縁層（２）の一部を
除去し、異方性エッチングにより、該絶縁層（２）を除去して該
下地（１）を露出させる工程を含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
（３）前記下地（１）が半導体基板であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法
。
（４）前記下地（１）が半導体基板上に被着された導電
層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
半導体装置の製造方法。
（５）前記マスク層（３）が多結晶珪素層であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製
造方法。
（６）前記マスク層（３）が窒化珪素層であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造
方法。
（７）前記絶縁層（２）が燐珪酸ガラス層であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製
造方法。
（８）前記絶縁層（２）が二酸化珪素層であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造
方法。
（９）前記下地（１）が半導体基板であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の製造方法
。
（１０）前記下地（１）が半導体基板上に被着された導
電層であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の半導体装置の製造方法。
（１１）前記マスク層（３）が多結晶珪素層であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の
製造方法。
（１２）前記マスク層（３）が窒化珪素層であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の製
造方法。
（１３）前記絶縁層（２）が燐珪酸ガラス層であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の
製造方法。
（１４）前記絶縁層（２）が二酸化珪素層であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の製
造方法。