JPH0590260A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に係り、特にコンタクトホールの形成方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a contact hole.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置において、配線を形成する場
合、配線は絶縁層を介して、その下に形成された配線も
しくは素子と接続されなければならない。このような接
続を行うためには絶縁層に穴(コンタクトホール)を開
けて、その上に配線材料を被膜することで配線もしくは
素子とコンタクトをとるのが一般的な方法である。2. Description of the Related Art When a wiring is formed in a semiconductor device, the wiring must be connected to a wiring or an element formed thereunder via an insulating layer. In order to make such a connection, it is a general method to make a hole (contact hole) in the insulating layer and coat a wiring material on the hole to make a contact with a wiring or an element.
【0003】近年、半導体素子は微細化が著しく、素子
自体も配線も微細化しており、コンタクトホール径も小
さくなっている。しかし素子や配線の厚みは大きな変化
がなくコンタクトホールはその径に対し、深さ(アスペ
クト比)が大きくなる傾向がある。このため配線材料の
堆積時の段差被覆性が問題になっている。In recent years, semiconductor devices have been remarkably miniaturized, and both the device itself and the wiring have been miniaturized, and the contact hole diameter has been reduced. However, the thickness of the element or wiring does not change greatly, and the depth (aspect ratio) of the contact hole tends to increase with respect to its diameter. For this reason, the step coverage at the time of depositing the wiring material becomes a problem.
【0004】また、従来よりコンタクトホールを異方性
エッチングみで形成したとき生じるホール上端部の角ば
りが、段差被覆性を悪化させコンタクトの信頼性を低下
させることがわかっている。そこで、この段差被覆性を
改善するため、いわゆる、角取りプロセスが必要となっ
ている。この角取りプロセスはウエットエッチングを利
用した等方性エッチングが用いられることが多いが、エ
ッチング量の制御が難しく加工精度に問題があった。Further, it has been conventionally known that the angular burrs at the upper end of the hole generated when the contact hole is formed by anisotropic etching deteriorates the step coverage and reduces the reliability of the contact. Therefore, a so-called chamfering process is required to improve the step coverage. In this chamfering process, isotropic etching using wet etching is often used, but it is difficult to control the etching amount and there is a problem in processing accuracy.
【0005】一方、現在ではCDE(Cemical
Dry Etcher)やプラズマダウンフロー方式の
ドライエッチャーによる等方性エッチングもこのプロセ
スに利用されているが、エッチャントであるフッ素ラジ
カルがマスク材料であるレジストともに反応し、レジス
トの耐ドライエッチング性を悪化させるために、変換差
が大きくなるという問題があることが報告されている
(例えば、X.C.Muand Multani,J.
Electroche.Soc.,137,2853
(1990)に詳しい)。On the other hand, at present, CDE (Chemical)
Isotropic etching by dry etcher) or plasma downflow dry etcher is also used in this process, but fluorine radicals as an etchant react with the resist as a mask material to deteriorate the dry etching resistance of the resist. Therefore, it has been reported that there is a problem that the conversion difference becomes large (for example, X. C. Muand Multiani, J. et al.
Electroche. Soc. , 137,2853
(Detailed in (1990)).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来、正
確な制御が困難であったコンタクトホール上端部の角取
りプロセスを、簡単な等方性エッチングであるウエット
エッチングを用いて行い、そのエッチング量を正確に制
御することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the chamfering process of the upper end portion of a contact hole, which has been difficult to control accurately in the past, is performed by using wet etching which is a simple isotropic etching. The purpose is to precisely control the quantity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、半導体基板上に設けたシリコン酸化膜から
なる層間絶縁膜に選択的にコンタクトホールを形成する
半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜は、等
方性ウエットエッチングに対するエッチング速度の異な
る二種類以上の絶縁膜を用いると共に、最上層に積層す
る絶縁膜は、下層の膜のエッチング速度より速度の速い
膜からなり、上層の絶縁膜を選択的にエッチングするこ
とにより、コンタクトホールの上部の角を取ることを特
徴とする。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a contact hole is selectively formed in an interlayer insulating film made of a silicon oxide film provided on a semiconductor substrate. As the interlayer insulating film, two or more kinds of insulating films having different etching rates for isotropic wet etching are used, and the insulating film laminated on the uppermost layer is a film having a higher speed than the etching rate of the lower layer film, It is characterized in that the upper corner of the contact hole is removed by selectively etching the insulating film.
【0008】[0008]
【作用】層間膜に用いるシリコン酸化膜はその成膜方法
や不純物濃度で、エッチング速度が異なる。従って、層
間絶縁膜を選択することにより、コンタクトホール上端
部の角取り量は直前に成膜した層間膜の膜厚で決められ
るので、エッチングの制御性が向上する。また、ウエッ
トエッチングはレジストとの選択性が高いためにコンタ
クトホール寸法の変換差を小さくすることができる。The silicon oxide film used as the interlayer film has different etching rates depending on the film forming method and the impurity concentration. Therefore, by selecting the interlayer insulating film, the chamfered amount at the upper end of the contact hole is determined by the film thickness of the interlayer film formed immediately before, so that the controllability of etching is improved. In addition, since wet etching has high selectivity with respect to the resist, the conversion difference of the contact hole size can be reduced.
【0009】[0009]
【実施例】さて、層間絶縁膜に用いられるシリコン酸化
膜は、その成膜方法や不純物濃度で、エッチング速度が
異なる。例えば、エッチングにウエットエッチングのエ
ッチャントであるバッファードフッ酸を用いるとエッチ
ング速度は表1に示すようになる。そこで、この発明で
は、これらシリコン酸化膜を組み合わせエッチング速度
の速い膜だけを選択的にエッチングすることで、深さ方
向の角取り量が、堆積膜厚の均一性と同じ精度で制御す
るものである。EXAMPLE A silicon oxide film used as an interlayer insulating film has different etching rates depending on its film forming method and impurity concentration. For example, when buffered hydrofluoric acid which is an etchant for wet etching is used for etching, the etching rate is as shown in Table 1. Therefore, in the present invention, by combining these silicon oxide films and selectively etching only the film having a high etching rate, the chamfering amount in the depth direction is controlled with the same accuracy as the uniformity of the deposited film thickness. is there.
【0010】[0010]
【表1】 尚、上記BPSG膜のP濃度は3.5W%,B濃度は
4.8w%である。[Table 1] The P concentration of the BPSG film was 3.5 W% and the B concentration was 4.8 w%.
【0011】次に、この発明の実施例を図1に従い説明
する。図1はこの発明の実施例の断面図を示す。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the present invention.
【0012】この実施例においては、コンタクトホール
上端部の角取り量を2000Åと制御する場合につき説
明する。In this embodiment, a case where the chamfering amount at the upper end of the contact hole is controlled to 2000Å will be described.
【0013】まず、シリコン基板1の上にLPCVD法
により、HTO(High Temperture O
xide)酸化膜2を成膜する。First, HTO (High Temperature O) is formed on the silicon substrate 1 by the LPCVD method.
xide) The oxide film 2 is formed.
【0014】そして、その上に、プラズマCVD法でB
PSG酸化膜3を成膜する。BPSG酸化膜3を成膜
後、フロー、エッチバックなどにより平坦化し、再びL
PCVD法によりTEOS(Tetraethylor
thosilicate)の酸化膜4を2000Å堆積
する。On top of that, B is formed by the plasma CVD method.
The PSG oxide film 3 is formed. After forming the BPSG oxide film 3, it is flattened by flow, etch back, etc.
TEOS (Tetraethylor) by PCVD method
An oxide film 4 of thosolicate) is deposited to 2000 Å.
【0015】この後、レジスト5を塗布し、フォトリソ
グラフィ工程により、コンタクトホールをパターニング
する。After that, a resist 5 is applied and a contact hole is patterned by a photolithography process.
【0016】これらの膜のバッファードフッ酸によるエ
ッチング速度は表1に示す通りであり、この実施例の場
合エッチング速度の速いTEOSの酸化膜4を、選択的
にエッチングすることができる。The etching rates of these films by buffered hydrofluoric acid are as shown in Table 1. In this embodiment, the TEOS oxide film 4 having a high etching rate can be selectively etched.
【0017】このため角取り量は、エッチング時の溶液
の濃度や温度などの微妙な差の影響を受けることなく、
TEOSの酸化膜4の膜厚の均一性の精度でコントロー
ルが可能である。Therefore, the chamfering amount is not affected by a subtle difference such as the concentration or temperature of the solution during etching,
The uniformity of the film thickness of the TEOS oxide film 4 can be controlled with accuracy.
【0018】この後、RIE(Reactive Io
n Etching)法などを用いた異方性エッチング
によりコンタクトホール6を開口させる。After this, RIE (Reactive Io)
The contact hole 6 is opened by anisotropic etching using an n etching method or the like.
【0019】図2は多層の配線の間にコンタクトホール
がある場合に平坦化を行った場合の実施例であり、多層
の配線7a、7b上に、この発明の層間絶縁膜を設けた
ものである。即ち、シリコン基板1の上にLPCVD法
により、第1層の配線7aを取り囲むようにHTO酸化
膜2を成膜する。FIG. 2 shows an embodiment in which flattening is performed when there are contact holes between the multi-layered wirings, and the interlayer insulating film of the present invention is provided on the multi-layered wirings 7a and 7b. is there. That is, the HTO oxide film 2 is formed on the silicon substrate 1 by LPCVD so as to surround the first-layer wiring 7a.
【0020】その酸化膜2上に、プラズマCVD法でB
PSG酸化膜3を成膜する。BPSG酸化膜3を成膜
後、フロー、エッチバックなどにより平坦化する。そし
て、BPSG酸化膜3上に、第2層の配線7bを設けた
後、再びLPCVD法により第2層の配線7bを取り囲
むようにTEOSの酸化膜4を堆積する。B is formed on the oxide film 2 by the plasma CVD method.
The PSG oxide film 3 is formed. After the BPSG oxide film 3 is formed, it is flattened by flow, etch back, or the like. Then, after the wiring 7b of the second layer is provided on the BPSG oxide film 3, the oxide film 4 of TEOS is deposited again by LPCVD so as to surround the wiring 7b of the second layer.
【0021】その後、プラズマCVD法でBPSG酸化
膜3を成膜し、このBPSG酸化膜3をフロー、エッチ
バックなどにより平坦化する。そして、BPSG酸化膜
3及びTEOSの酸化膜4上に、再びLPCVD法によ
り、TEOSの酸化膜4を堆積する。After that, a BPSG oxide film 3 is formed by a plasma CVD method, and the BPSG oxide film 3 is flattened by a flow, an etch back or the like. Then, the TEOS oxide film 4 is deposited again on the BPSG oxide film 3 and the TEOS oxide film 4 by the LPCVD method.
【0022】この後、レジスト5を塗布し、フォトリソ
グラフィ工程によりコンタクトホールをパターニングす
る。After that, a resist 5 is applied and a contact hole is patterned by a photolithography process.
【0023】前述したように、角取り量は、エッチング
時の溶液の濃度や温度などの微妙な差の影響を受けるこ
となく、最上層のTEOSの酸化膜4の膜厚の均一性の
精度でコントロールが可能である。As described above, the amount of chamfering is not affected by subtle differences such as the concentration and temperature of the solution at the time of etching, and the accuracy of the uniformity of the film thickness of the uppermost TEOS oxide film 4 is obtained. Control is possible.
【0024】この後、RIE法などを用いた異方性エッ
チングによりコンタクトホール6を開口させる。Thereafter, the contact hole 6 is opened by anisotropic etching using the RIE method or the like.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来制御が困難であったコンタクトホール上端部の角取
り量を正確にコントロールすることができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to accurately control the amount of chamfering at the upper end of the contact hole, which was difficult to control conventionally.
【0026】また、平坦化工程以降に層間膜をもう一度
堆積するため配線間の耐圧に対するプロセスマージンが
広がる。Further, since the interlayer film is deposited again after the flattening step, the process margin for the breakdown voltage between the wirings is widened.
【図1】この発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】この発明を多層の配線の間に用いた実施例を示
す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is used between multi-layer wirings.
1 シリコン基板 2 HTO膜 3 BPSG膜 5 レジスト 6 コンタクトホール 7 配線 1 Silicon substrate 2 HTO film 3 BPSG film 5 Resist 6 Contact hole 7 Wiring
Claims (1)
らなる層間絶縁膜に選択的にコンタクトホールを形成す
る半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜は、
等方性ウエットエッチングに対するエッチング速度の異
なる二種類以上の絶縁膜を用いると共に、最上層に積層
する絶縁膜は、下層の膜のエッチング速度より速度の速
い膜からなり、上層の絶縁膜を選択的にエッチングする
ことにより、コンタクトホールの上部の角を取ることを
特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a contact hole is selectively formed in an interlayer insulating film made of a silicon oxide film provided on a semiconductor substrate, wherein the interlayer insulating film comprises:
Two or more types of insulating films with different etching rates for isotropic wet etching are used, and the insulating film to be stacked on the uppermost layer consists of a film having a higher speed than the etching rate of the lower film, and the upper insulating film is selectively A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the upper corners of the contact holes are removed by etching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27730191A JPH0590260A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27730191A JPH0590260A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590260A true JPH0590260A (en) | 1993-04-09 |
Family
ID=17581631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27730191A Pending JPH0590260A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590260A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002512450A (en) * | 1998-04-16 | 2002-04-23 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Method for manufacturing NAND flash memory device capable of easily obtaining poly 1 contact by removing poly cap |
| KR100734081B1 (en) * | 2001-06-28 | 2007-07-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Trench Formation Method for Semiconductor Devices |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP27730191A patent/JPH0590260A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002512450A (en) * | 1998-04-16 | 2002-04-23 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Method for manufacturing NAND flash memory device capable of easily obtaining poly 1 contact by removing poly cap |
| KR100734081B1 (en) * | 2001-06-28 | 2007-07-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Trench Formation Method for Semiconductor Devices |
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