JPH04345054A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH04345054A JPH04345054A JP14794991A JP14794991A JPH04345054A JP H04345054 A JPH04345054 A JP H04345054A JP 14794991 A JP14794991 A JP 14794991A JP 14794991 A JP14794991 A JP 14794991A JP H04345054 A JPH04345054 A JP H04345054A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置とそ
の製造方法に関し、特にシリコン基板と1層目のメタル
配線の間のコンタクト、又はメタル配線間のスルーホー
ルでのコンタクトに特徴をもつ半導体集積回路装置とそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関し、特にシリコン基板と1層目のメタル
配線の間のコンタクト、又はメタル配線間のスルーホー
ルでのコンタクトに特徴をもつ半導体集積回路装置とそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置でメタル配線の抵抗
値増大や断線を防いで信頼性を向上させるために、コン
タクトホールやスルーホールの壁面に傾斜をつけてホー
ル部でのメタル配線のカバレッジを向上させることが行
なわれている。
値増大や断線を防いで信頼性を向上させるために、コン
タクトホールやスルーホールの壁面に傾斜をつけてホー
ル部でのメタル配線のカバレッジを向上させることが行
なわれている。
【0003】図3はコンタクトホールの壁面に傾斜をつ
ける1つの従来の方法を表わしている。 (A)メタル配線と接続しようとするシリコン基板2上
に層間絶縁膜4としてBPSG膜などを堆積し、その上
に耐エッチング用レジスト膜6を塗布し、写真製版によ
りコンタクトホール部に開口部8を形成する。 (B)そのレジスト膜6をマスクとして層間絶縁膜4の
膜厚の一部が除去される程度に等方性エッチングを施し
て凹部10を形成する。 (C)次に、レジスト膜6をマスクとしてシリコン基板
2が露出するまで異方性エッチングを施す。 (D)レジスト膜6を除去すると、層間絶縁膜4には断
面がワインカップ状の傾斜をもつコンタクトホール12
が形成される。
ける1つの従来の方法を表わしている。 (A)メタル配線と接続しようとするシリコン基板2上
に層間絶縁膜4としてBPSG膜などを堆積し、その上
に耐エッチング用レジスト膜6を塗布し、写真製版によ
りコンタクトホール部に開口部8を形成する。 (B)そのレジスト膜6をマスクとして層間絶縁膜4の
膜厚の一部が除去される程度に等方性エッチングを施し
て凹部10を形成する。 (C)次に、レジスト膜6をマスクとしてシリコン基板
2が露出するまで異方性エッチングを施す。 (D)レジスト膜6を除去すると、層間絶縁膜4には断
面がワインカップ状の傾斜をもつコンタクトホール12
が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に示される方法で
層間絶縁膜6に形成されるコンタクトホール12はその
断面形状がワインカップ状であるため、その後に層間絶
縁膜6上から配線用メタル膜を堆積してもコンタクトホ
ール12で十分なカバレッジを得ることは容易ではなく
、依然としてコンタクト抵抗の増大を招いている。
層間絶縁膜6に形成されるコンタクトホール12はその
断面形状がワインカップ状であるため、その後に層間絶
縁膜6上から配線用メタル膜を堆積してもコンタクトホ
ール12で十分なカバレッジを得ることは容易ではなく
、依然としてコンタクト抵抗の増大を招いている。
【0005】本発明はコンタクトホールやスルーホール
の断面形状が従来のようなワインカップ状ではなく、さ
らに滑らかな壁面の傾斜をもったコンタクトホールやス
ルーホールを形成する方法と、そのようなコンタクトホ
ールやスルーホールを介してメタル配線が下地と接続さ
れている半導体装置を提供することを目的とするもので
ある。
の断面形状が従来のようなワインカップ状ではなく、さ
らに滑らかな壁面の傾斜をもったコンタクトホールやス
ルーホールを形成する方法と、そのようなコンタクトホ
ールやスルーホールを介してメタル配線が下地と接続さ
れている半導体装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置では
、下地上に層間絶縁膜を介してメタル配線が形成され、
このメタル配線と前記下地とが層間絶縁膜のコンタクト
ホール又はスルーホールを経て接続されているとともに
、前記コンタクトホール又はスルーホールは上方向に開
くように壁面が傾斜している。
、下地上に層間絶縁膜を介してメタル配線が形成され、
このメタル配線と前記下地とが層間絶縁膜のコンタクト
ホール又はスルーホールを経て接続されているとともに
、前記コンタクトホール又はスルーホールは上方向に開
くように壁面が傾斜している。
【0007】このような半導体装置を製造するために、
本発明の方法は以下の工程(A)から(E)によりメタ
ル配線を形成する工程を含んでいる。(A)下地状の第
1の絶縁膜を堆積し、その上に第2の絶縁膜を堆積して
2層構造の層間絶縁膜を形成する工程、(B)前記層間
絶縁膜上に耐エッチング用のレジスト膜を形成し、写真
製版によりコンタクト部に開口をもつレジストパターン
を形成する工程、(C)前記レジストパターンをマスク
として前記第1の絶縁膜が露出するまで前記第2の絶縁
膜に等方性エッチングを施す工程、(D)前記レジスト
膜を除去した後、前記下地が露出するまで前記第1及び
第2の絶縁膜に異方性エッチングを施す工程、(E)前
記層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し、パターン化して
メタル配線を形成する工程。この製造方法で、異方性エ
ッチングに対するエッチング速度は第1の絶縁膜より第
2の絶縁膜の方が小さくなるように設定されていること
が好ましい。
本発明の方法は以下の工程(A)から(E)によりメタ
ル配線を形成する工程を含んでいる。(A)下地状の第
1の絶縁膜を堆積し、その上に第2の絶縁膜を堆積して
2層構造の層間絶縁膜を形成する工程、(B)前記層間
絶縁膜上に耐エッチング用のレジスト膜を形成し、写真
製版によりコンタクト部に開口をもつレジストパターン
を形成する工程、(C)前記レジストパターンをマスク
として前記第1の絶縁膜が露出するまで前記第2の絶縁
膜に等方性エッチングを施す工程、(D)前記レジスト
膜を除去した後、前記下地が露出するまで前記第1及び
第2の絶縁膜に異方性エッチングを施す工程、(E)前
記層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し、パターン化して
メタル配線を形成する工程。この製造方法で、異方性エ
ッチングに対するエッチング速度は第1の絶縁膜より第
2の絶縁膜の方が小さくなるように設定されていること
が好ましい。
【0008】
【実施例】図1は本発明をシリコン基板とメタル配線と
のコンタクトに適用した一実施例を表わしている。シリ
コン基板20に例えばMOSトランジスタの拡散層21
が形成されており、その拡散層21とメタル配線24が
層間絶縁膜22のコンタクトホールを介して接続されて
いる。コンタクトホールが上方向に開いた形状になるよ
うに、その壁面36が滑らかに傾斜している。
のコンタクトに適用した一実施例を表わしている。シリ
コン基板20に例えばMOSトランジスタの拡散層21
が形成されており、その拡散層21とメタル配線24が
層間絶縁膜22のコンタクトホールを介して接続されて
いる。コンタクトホールが上方向に開いた形状になるよ
うに、その壁面36が滑らかに傾斜している。
【0009】図2は図1の実施例のコンタクトホールを
形成する一実施例を示したものである。 (A)拡散層21が形成されたシリコン基板20上に第
1の絶縁膜としてBPSG膜22を約6000Åの厚さ
に堆積し、その上に第2の絶縁膜として不純物を含まな
いSiO2膜であるNSG膜26を約2000Åの厚さ
に堆積して2層構造の層間絶縁膜を形成する。後の工程
でこの層間絶縁膜に異方性ドライエッチングを施すが、
そのドライエッチングをCHF3ガスをエッチングガス
とするエッチングではそのエッチング速度の比がNSG
膜を1とすればBPSG膜がおよそ3であるところから
、絶縁膜22と絶縁膜26の膜厚の比を上記のように約
3:1に設定しておく。NSG膜26上に耐エッチング
用レジスト膜28を塗布し、コンタクトホールを形成す
る領域に開口をもつように、写真製版によりレジスト膜
28をパターン化する。そして、このレジスト膜28を
マスクとしてNSG膜26に等方性エッチングを施す。 この等方性エッチングはBPSG膜22が露出するまで
行なう。これにより、NSG膜26に断面形状がラウン
ド状の開口部30が形成される。
形成する一実施例を示したものである。 (A)拡散層21が形成されたシリコン基板20上に第
1の絶縁膜としてBPSG膜22を約6000Åの厚さ
に堆積し、その上に第2の絶縁膜として不純物を含まな
いSiO2膜であるNSG膜26を約2000Åの厚さ
に堆積して2層構造の層間絶縁膜を形成する。後の工程
でこの層間絶縁膜に異方性ドライエッチングを施すが、
そのドライエッチングをCHF3ガスをエッチングガス
とするエッチングではそのエッチング速度の比がNSG
膜を1とすればBPSG膜がおよそ3であるところから
、絶縁膜22と絶縁膜26の膜厚の比を上記のように約
3:1に設定しておく。NSG膜26上に耐エッチング
用レジスト膜28を塗布し、コンタクトホールを形成す
る領域に開口をもつように、写真製版によりレジスト膜
28をパターン化する。そして、このレジスト膜28を
マスクとしてNSG膜26に等方性エッチングを施す。 この等方性エッチングはBPSG膜22が露出するまで
行なう。これにより、NSG膜26に断面形状がラウン
ド状の開口部30が形成される。
【0010】(B)レジスト膜28を除去した後、全面
にエッチングガスCHF3を用いた異方性エッチングを
施す。この異方性エッチングではエッチング速度の比が
BPSG膜22:NSG膜26の比がおよそ3:1であ
る。その結果、(A)でBPSG膜22が露出していた
部分のエッチング量αとNSG膜26がエッチングされ
る量γとの比はα:γ=約3:1となり、BPSG膜2
2が露出していた部分の近くでNSG膜26がラウンド
状に残っていた部分では、初めにNSG膜26がエッチ
ングされ、続いて新しく露出したBPSG膜22がエッ
チングされて、その部分のエッチング量βはNSG膜2
6の傾斜個所に対応してαとγの中間の値になる。なお
、(B)で破線で示してあるのは全面異方性エッチング
前のNSG膜26の形状である。
にエッチングガスCHF3を用いた異方性エッチングを
施す。この異方性エッチングではエッチング速度の比が
BPSG膜22:NSG膜26の比がおよそ3:1であ
る。その結果、(A)でBPSG膜22が露出していた
部分のエッチング量αとNSG膜26がエッチングされ
る量γとの比はα:γ=約3:1となり、BPSG膜2
2が露出していた部分の近くでNSG膜26がラウンド
状に残っていた部分では、初めにNSG膜26がエッチ
ングされ、続いて新しく露出したBPSG膜22がエッ
チングされて、その部分のエッチング量βはNSG膜2
6の傾斜個所に対応してαとγの中間の値になる。なお
、(B)で破線で示してあるのは全面異方性エッチング
前のNSG膜26の形状である。
【0011】(C)NSG膜26が全てエッチング除去
されるまで異方性エッチングを続けると、BPSG膜2
2とNSG膜26の最初の膜厚の比がそれぞれのCHF
3ガスに対するエッチング速度比とほぼ等しく設定され
ていたことから、NSG膜26が全面除去された時点で
はBPSG膜22には壁面36が傾斜して上方向に開い
たコンタクトホール34が形成され、コンタクトホール
34の底部にメタル配線と接続しようとするシリコン基
板の拡散層21が露出した状態となる。
されるまで異方性エッチングを続けると、BPSG膜2
2とNSG膜26の最初の膜厚の比がそれぞれのCHF
3ガスに対するエッチング速度比とほぼ等しく設定され
ていたことから、NSG膜26が全面除去された時点で
はBPSG膜22には壁面36が傾斜して上方向に開い
たコンタクトホール34が形成され、コンタクトホール
34の底部にメタル配線と接続しようとするシリコン基
板の拡散層21が露出した状態となる。
【0012】その後、通常の工程に従って全面にメタル
膜を堆積し、写真製版とエッチングによりパターン化を
施せば図1のメタル配線が形成される。工程(B)で示
される異方性エッチングに対する第1の絶縁膜22と第
2の絶縁膜26のエッチング速度を調節すれば、得られ
るコンタクトホール34の壁面36の傾斜角を調節する
ことができ、所望の傾斜をもったコンタクトホールを得
ることができる。本発明の方法はコンタクトホールの形
成だけでなく、メタル配線間の接続を行なうスルーホー
ルの形成にも適用することができる。
膜を堆積し、写真製版とエッチングによりパターン化を
施せば図1のメタル配線が形成される。工程(B)で示
される異方性エッチングに対する第1の絶縁膜22と第
2の絶縁膜26のエッチング速度を調節すれば、得られ
るコンタクトホール34の壁面36の傾斜角を調節する
ことができ、所望の傾斜をもったコンタクトホールを得
ることができる。本発明の方法はコンタクトホールの形
成だけでなく、メタル配線間の接続を行なうスルーホー
ルの形成にも適用することができる。
【0013】
【発明の効果】本発明の半導体装置は上方向に開いた滑
らかな傾斜の壁面のコンタクトホールやスルーホールを
もっているので、従来のワインカップ状のコンタクトホ
ールやスルーホールに比べて配線用メタル膜のカバレッ
ジが向上し、配線抵抗やコンタクト抵抗を低下させて半
導体装置の特性を向上させることができる。本発明の方
法では第1の絶縁膜と第2の絶縁膜の異方性エッチング
に対するエッチング速度を調節し、両絶縁膜の膜厚を調
節することにより、形成されるコンタクトホールやスル
ーホールの壁面の傾斜を所望の値に調節することができ
る。
らかな傾斜の壁面のコンタクトホールやスルーホールを
もっているので、従来のワインカップ状のコンタクトホ
ールやスルーホールに比べて配線用メタル膜のカバレッ
ジが向上し、配線抵抗やコンタクト抵抗を低下させて半
導体装置の特性を向上させることができる。本発明の方
法では第1の絶縁膜と第2の絶縁膜の異方性エッチング
に対するエッチング速度を調節し、両絶縁膜の膜厚を調
節することにより、形成されるコンタクトホールやスル
ーホールの壁面の傾斜を所望の値に調節することができ
る。
【図1】一実施例のメタル配線を示す断面図である。
【図2】一実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図3】従来のコンタクトホール形成方法を示す工程断
面図である。
面図である。
20 シリコン基板
21 拡散層
22 第1の絶縁膜であるBPSG膜24
メタル配線 26 第2の絶縁膜であるNSG膜28
レジスト膜 30 等方性エッチングによる開口部34
コンタクトホール
メタル配線 26 第2の絶縁膜であるNSG膜28
レジスト膜 30 等方性エッチングによる開口部34
コンタクトホール
Claims (3)
- 【請求項1】 下地上に層間絶縁膜を介してメタル配
線が形成され、このメタル配線と前記下地とが層間絶縁
膜のコンタクトホール又はスルーホールを経て接続され
ているとともに、前記コンタクトホール又はスルーホー
ルは上方向に開くように壁面が傾斜している半導体装置
。 - 【請求項2】 以下の工程(A)から(E)によりメ
タル配線を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。 (A)下地状の第1の絶縁膜を堆積し、その上に第2の
絶縁膜を堆積して2層構造の層間絶縁膜を形成する工程
、(B)前記層間絶縁膜上に耐エッチング用のレジスト
膜を形成し、写真製版によりコンタクト部に開口をもつ
レジストパターンを形成する工程、(C)前記レジスト
パターンをマスクとして前記第1の絶縁膜が露出するま
で前記第2の絶縁膜に等方性エッチングを施す工程、(
D)前記レジスト膜を除去した後、前記下地が露出する
まで前記第1及び第2の絶縁膜に異方性エッチングを施
す工程、(E)前記層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し
、パターン化してメタル配線を形成する工程。 - 【請求項3】 前記異方性エッチングに対するエッチ
ング速度は前記第1の絶縁膜より前記第2の絶縁膜の方
が小さい請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14794991A JPH04345054A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14794991A JPH04345054A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04345054A true JPH04345054A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=15441718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14794991A Pending JPH04345054A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04345054A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6444586B2 (en) | 1998-07-23 | 2002-09-03 | Micron Technology, Inc. | Method of etching doped silicon dioxide with selectivity to undoped silicon dioxide with a high density plasma etcher |
US6479864B1 (en) | 1997-04-30 | 2002-11-12 | Micron Technology Inc. | Semiconductor structure having a plurality of gate stacks |
US6989108B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-01-24 | Micron Technology, Inc. | Etchant gas composition |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP14794991A patent/JPH04345054A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6479864B1 (en) | 1997-04-30 | 2002-11-12 | Micron Technology Inc. | Semiconductor structure having a plurality of gate stacks |
US6551940B1 (en) * | 1997-04-30 | 2003-04-22 | Micron Technology, Inc. | Undoped silicon dioxide as etch mask for patterning of doped silicon dioxide |
US6849557B1 (en) | 1997-04-30 | 2005-02-01 | Micron Technology, Inc. | Undoped silicon dioxide as etch stop for selective etch of doped silicon dioxide |
US6967408B1 (en) | 1997-04-30 | 2005-11-22 | Micron Technology, Inc. | Gate stack structure |
US6444586B2 (en) | 1998-07-23 | 2002-09-03 | Micron Technology, Inc. | Method of etching doped silicon dioxide with selectivity to undoped silicon dioxide with a high density plasma etcher |
US6989108B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-01-24 | Micron Technology, Inc. | Etchant gas composition |
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