JPH05166946A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH05166946A JPH05166946A JP3335361A JP33536191A JPH05166946A JP H05166946 A JPH05166946 A JP H05166946A JP 3335361 A JP3335361 A JP 3335361A JP 33536191 A JP33536191 A JP 33536191A JP H05166946 A JPH05166946 A JP H05166946A
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- insulating film
- wiring layer
- forming
- film
- wiring
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明はプラズマCVD法で層間絶縁膜を形成
する際に、ゲート電極やキャパシタ電極と基板を電気的
に接続しておき、層間絶縁膜形成後電気的接続を切る。 【効果】本発明によればゲート絶縁膜やキャパシタ誘電
膜に電位差が生じないので絶縁破壊を起こすことがな
い。
する際に、ゲート電極やキャパシタ電極と基板を電気的
に接続しておき、層間絶縁膜形成後電気的接続を切る。 【効果】本発明によればゲート絶縁膜やキャパシタ誘電
膜に電位差が生じないので絶縁破壊を起こすことがな
い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関するもので、特にプラズマCVDを用いた金属配線
層間の絶縁膜の形成におけるチャージアップ防止に関す
る。
に関するもので、特にプラズマCVDを用いた金属配線
層間の絶縁膜の形成におけるチャージアップ防止に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置、特にMOSトランジスタを
集積した半導体集積回路において、二層以上の金属配線
が用いられることがある。二層以上の金属配線間の層間
絶縁膜形成においてはプラズマCVDが用いられてい
る。配線に用いられる金属が主に低融点のアルミニウム
であり、プラズマCVDではその上の絶縁膜の形成温度
を低くすることができるので配線にダメージを与えずに
すむからである。
集積した半導体集積回路において、二層以上の金属配線
が用いられることがある。二層以上の金属配線間の層間
絶縁膜形成においてはプラズマCVDが用いられてい
る。配線に用いられる金属が主に低融点のアルミニウム
であり、プラズマCVDではその上の絶縁膜の形成温度
を低くすることができるので配線にダメージを与えずに
すむからである。
【0003】しかしながら、このように金属配線形成後
の絶縁膜形成にプラズマCVDを用いると、プラズマに
よる金属配線上の電荷の帯電(以下チャージアップとい
う)が起こる。このチャージアップが金属配線と接続し
ているMOSトランジスタのゲート電極やキャパシタ電
極の電位を変化させ、ゲート酸化膜やキャパシタの誘電
膜にダメージをあたえたり、最悪の場合絶縁破壊を起こ
すことがある。これは半導体集積回路の製造において歩
留まり低下の一つの要因となっている。
の絶縁膜形成にプラズマCVDを用いると、プラズマに
よる金属配線上の電荷の帯電(以下チャージアップとい
う)が起こる。このチャージアップが金属配線と接続し
ているMOSトランジスタのゲート電極やキャパシタ電
極の電位を変化させ、ゲート酸化膜やキャパシタの誘電
膜にダメージをあたえたり、最悪の場合絶縁破壊を起こ
すことがある。これは半導体集積回路の製造において歩
留まり低下の一つの要因となっている。
【0004】このような課題を解決するための手段とし
て、プラズマ源の周波数を上げる方法、プラズマのエネ
ルギーを最適化する方法、反応容器へのガス流量を調節
する方法等が挙げられている。しかし、形成された絶縁
膜の膜質等に問題があるため根本的な解決手段となって
いない。
て、プラズマ源の周波数を上げる方法、プラズマのエネ
ルギーを最適化する方法、反応容器へのガス流量を調節
する方法等が挙げられている。しかし、形成された絶縁
膜の膜質等に問題があるため根本的な解決手段となって
いない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術による金属配線形成後の絶縁膜形成には金属配線の
チャージアップによりゲート酸化膜やキャパシタの誘電
膜にダメージを与えたり、最悪の場合は絶縁破壊を起こ
すという欠点があった。
技術による金属配線形成後の絶縁膜形成には金属配線の
チャージアップによりゲート酸化膜やキャパシタの誘電
膜にダメージを与えたり、最悪の場合は絶縁破壊を起こ
すという欠点があった。
【0006】そこで、この発明は、上記欠点を除去しゲ
ート酸化膜やキャパシタの誘電膜へダメージを与えない
信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
ート酸化膜やキャパシタの誘電膜へダメージを与えない
信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては半導体基板の表面領域の一部に第
一の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第
一の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前
記半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前
記第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至
る第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二
のコンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁
膜上と前記第一のコンタクトホール内と前記第二のコン
タクトホール内とに第二の配線層を形成する工程と、前
記第二の配線層上と前記第二の絶縁膜上とにプラズマC
VD法により第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第三
の絶縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前
記第一の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領
域上に前記第二の配線層の配線幅より大きな開孔部を形
成する工程と、前記第二の配線層を前記開孔部を通して
自己整合的に除去する工程とを備えたことを特徴とする
半導体装置の製造方法を提供する。
に、本発明においては半導体基板の表面領域の一部に第
一の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第
一の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前
記半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前
記第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至
る第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二
のコンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁
膜上と前記第一のコンタクトホール内と前記第二のコン
タクトホール内とに第二の配線層を形成する工程と、前
記第二の配線層上と前記第二の絶縁膜上とにプラズマC
VD法により第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第三
の絶縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前
記第一の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領
域上に前記第二の配線層の配線幅より大きな開孔部を形
成する工程と、前記第二の配線層を前記開孔部を通して
自己整合的に除去する工程とを備えたことを特徴とする
半導体装置の製造方法を提供する。
【0008】また、半導体基板の表面領域の一部に第一
の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第一
の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前記
半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前記
第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至る
第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二の
コンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁膜
上の一部に第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第二の
絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一のコンタクト
ホール内と前記第二のコンタクトホール内とに第二の配
線層を形成する工程と、前記第二の配線層上と前記第二
の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上とにプラズマCVD法
により第四の絶縁膜を形成する工程と、前記第四の絶縁
膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前記第一
の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領域であ
り前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線層の配線幅より
大きな開孔部を形成する工程と、前記第二の配線層を前
記開孔部を通して自己整合的に除去する工程とを備え、
前記第四の絶縁膜のエッチング速度が前記第三の絶縁膜
より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法を提
供する。
の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第一
の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前記
半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前記
第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至る
第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二の
コンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁膜
上の一部に第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第二の
絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一のコンタクト
ホール内と前記第二のコンタクトホール内とに第二の配
線層を形成する工程と、前記第二の配線層上と前記第二
の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上とにプラズマCVD法
により第四の絶縁膜を形成する工程と、前記第四の絶縁
膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前記第一
の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領域であ
り前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線層の配線幅より
大きな開孔部を形成する工程と、前記第二の配線層を前
記開孔部を通して自己整合的に除去する工程とを備え、
前記第四の絶縁膜のエッチング速度が前記第三の絶縁膜
より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法を提
供する。
【0009】また、半導体基板の表面領域の一部に第一
の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第一
の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前記
半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前記
第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至る
第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二の
コンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁膜
上の一部に半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜の
表面を酸化し第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第二
の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一のコンタク
トホール内と前記第二のコンタクトホール内とに第二の
配線層を形成する工程と、この第二の配線層上と前記第
二の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上とにプラズマCVD
法により第四の絶縁膜を形成する工程と、前記第四の絶
縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前記第
一の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領域で
あり前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線層の配線幅よ
り大きな開孔部を形成する工程と、前記第三の絶縁膜上
の前記第二の配線層を前記開孔部を通して自己整合的に
除去する工程とを備え、前記第四の絶縁膜のエッチング
速度が前記半導体膜より大きいことを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供する。
の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上に第一
の配線層を形成する工程と、前記第一の配線層上と前記
半導体基板上とに第二の絶縁膜を堆積する工程と、前記
第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に至る
第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第二の
コンタクトホールを形成する工程と、前記第二の絶縁膜
上の一部に半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜の
表面を酸化し第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第二
の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一のコンタク
トホール内と前記第二のコンタクトホール内とに第二の
配線層を形成する工程と、この第二の配線層上と前記第
二の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上とにプラズマCVD
法により第四の絶縁膜を形成する工程と、前記第四の絶
縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層のうち前記第
一の配線層と前記半導体基板を電気的に接続する領域で
あり前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線層の配線幅よ
り大きな開孔部を形成する工程と、前記第三の絶縁膜上
の前記第二の配線層を前記開孔部を通して自己整合的に
除去する工程とを備え、前記第四の絶縁膜のエッチング
速度が前記半導体膜より大きいことを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供する。
【0010】
【作用】このような方法によれば、金属配線形成後に、
低温プロセスであるプラズマCVDを用いてもゲート酸
化膜やキャパシタの誘電膜にダメージを与えずに絶縁膜
を形成できる。これは、金属配線層が電気的に半導体基
板、ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、キャパシ
タ電極に接続されているためこれらが同電位になり、こ
れらに挟まれたゲート酸化膜やキャパシタの誘電膜に電
位差が生じないからである。したがって、ゲート酸化膜
やキャパシタの誘電膜にダメージを与えたり、絶縁破壊
を起こしたりすることがない。
低温プロセスであるプラズマCVDを用いてもゲート酸
化膜やキャパシタの誘電膜にダメージを与えずに絶縁膜
を形成できる。これは、金属配線層が電気的に半導体基
板、ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、キャパシ
タ電極に接続されているためこれらが同電位になり、こ
れらに挟まれたゲート酸化膜やキャパシタの誘電膜に電
位差が生じないからである。したがって、ゲート酸化膜
やキャパシタの誘電膜にダメージを与えたり、絶縁破壊
を起こしたりすることがない。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。[図1]〜[図3]は本発明の第一の実施
例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示した断面図
である。
に説明する。[図1]〜[図3]は本発明の第一の実施
例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示した断面図
である。
【0012】まず、[図1]に示すように、P型シリコ
ン基板10を選択酸化し素子分離領域10−1に膜厚5
00nmのシリコン酸化膜11を形成する。続いて、P
型シリコン基板10に膜厚20nmのゲート酸化膜12
を、さらにCVD法により膜厚300nmのポリシリコ
ン層13を形成する。フォトレジストでパターニングし
た後、このフォトレジストをマスクとしてリアクティブ
・イオン・エッチング法(以下RIE法と略す)でポリ
シリコン層13をエッチングし、ゲート電極13−1と
必要な配線を形成する。イオン注入法により、基板10
の素子領域10−2にゲート電極13−1等をマスクと
し、リン、ヒ素等のN型不純物を注入する。また、基板
10の接地領域10−3にボロン等のP型不純物を注入
する。続いて、熱処理によりソース14−1、ドレイン
14−2及び接地部14−3を形成する。次に、基板1
0の全面にCVD法によりBPSG膜15を形成する。
フォトレジストでパターニングした後、このフォトレジ
ストをマスクとしてRIE法でボロン・フォスフォ・シ
リケート・ガラス(以下BPSGと略す)膜15にコン
タクトホール16を形成する。従来法では、ゲート電極
13に至るコンタクトホール16−1とソース14−1
またはドレイン14−2に至るコンタクトホール16−
2が形成されていたが、本実施例では接地部14−3に
至るコンタクトホール16−3も合わせて形成する。続
いてフォトレジストを除去する。
ン基板10を選択酸化し素子分離領域10−1に膜厚5
00nmのシリコン酸化膜11を形成する。続いて、P
型シリコン基板10に膜厚20nmのゲート酸化膜12
を、さらにCVD法により膜厚300nmのポリシリコ
ン層13を形成する。フォトレジストでパターニングし
た後、このフォトレジストをマスクとしてリアクティブ
・イオン・エッチング法(以下RIE法と略す)でポリ
シリコン層13をエッチングし、ゲート電極13−1と
必要な配線を形成する。イオン注入法により、基板10
の素子領域10−2にゲート電極13−1等をマスクと
し、リン、ヒ素等のN型不純物を注入する。また、基板
10の接地領域10−3にボロン等のP型不純物を注入
する。続いて、熱処理によりソース14−1、ドレイン
14−2及び接地部14−3を形成する。次に、基板1
0の全面にCVD法によりBPSG膜15を形成する。
フォトレジストでパターニングした後、このフォトレジ
ストをマスクとしてRIE法でボロン・フォスフォ・シ
リケート・ガラス(以下BPSGと略す)膜15にコン
タクトホール16を形成する。従来法では、ゲート電極
13に至るコンタクトホール16−1とソース14−1
またはドレイン14−2に至るコンタクトホール16−
2が形成されていたが、本実施例では接地部14−3に
至るコンタクトホール16−3も合わせて形成する。続
いてフォトレジストを除去する。
【0013】次に,[図2]に示すように、BPSG膜
15の全面にスパッタ法で膜厚800nmの金属配線層
17、例えばアルミ合金配線層、を形成する。フォトレ
ジストを金属配線層上に塗布しパターニングした後、こ
のフォトレジストをマスクとしてRIE法でエッチング
し第一金属配線17−1を形成する。ここで第一金属配
線17−1をエッチングする際にゲート電極13−1と
ドレイン14−2、あるいはソース14−1との電気的
接続及びゲート電極13−1とコンタクトホール16−
3を介しての基板10との電気的接続を切断せずに残し
ておく。フォトレジストを除去後、BPSG膜15と第
一金属配線17−1上の全面にプラズマCVD法で酸化
シリコンからなる層間絶縁膜18を形成する。ここで、
ゲート電極13とソース14−1とドレイン14−2と
基板10とが電気的に接続されており同電位であるため
薄いゲート酸化膜にダメージを与えることがない。次
に、フォトレジストを全面に塗布しパターニングした
後、このフォトレジストをマスクとしてコンタクトホー
ル19−1を形成する。コンタクトホール19−1を形
成する際に同時に第一金属配線17−1の切断領域19
−2、19−3も開孔する。ここで切断領域19−2、
19−3の開孔径は第一金属配線17−1の配線幅より
大きくとっておく。[図4]はこの様子を示した、[図
2]のA〜A´領域の平面図である。続いてフォトレジ
ストを除去する。
15の全面にスパッタ法で膜厚800nmの金属配線層
17、例えばアルミ合金配線層、を形成する。フォトレ
ジストを金属配線層上に塗布しパターニングした後、こ
のフォトレジストをマスクとしてRIE法でエッチング
し第一金属配線17−1を形成する。ここで第一金属配
線17−1をエッチングする際にゲート電極13−1と
ドレイン14−2、あるいはソース14−1との電気的
接続及びゲート電極13−1とコンタクトホール16−
3を介しての基板10との電気的接続を切断せずに残し
ておく。フォトレジストを除去後、BPSG膜15と第
一金属配線17−1上の全面にプラズマCVD法で酸化
シリコンからなる層間絶縁膜18を形成する。ここで、
ゲート電極13とソース14−1とドレイン14−2と
基板10とが電気的に接続されており同電位であるため
薄いゲート酸化膜にダメージを与えることがない。次
に、フォトレジストを全面に塗布しパターニングした
後、このフォトレジストをマスクとしてコンタクトホー
ル19−1を形成する。コンタクトホール19−1を形
成する際に同時に第一金属配線17−1の切断領域19
−2、19−3も開孔する。ここで切断領域19−2、
19−3の開孔径は第一金属配線17−1の配線幅より
大きくとっておく。[図4]はこの様子を示した、[図
2]のA〜A´領域の平面図である。続いてフォトレジ
ストを除去する。
【0014】次に、[図3]に示すように、層間絶縁膜
18、コンタクトホール19−1、19−2,19−3
の全面にスパッタ法で膜厚800nmの金属配線層、例
えばアルミ合金配線層、を形成する。フォトレジストを
金属配線層上に塗布しパターニングした後、このフォト
レジストをマスクとしてRIE法でエッチングし第二金
属配線110を形成する。この時同時に、切断領域19
−2、19−3中の第一金属配線17も開孔部から自己
整合的にエッチングして除去する。すると、切断領域1
9−2、19−3の開孔径は第一金属配線17の配線幅
より大きくとっておいたので、ゲート電極13やドレイ
ン14−2と基板10との電気的な接続が断たれる。第
一金属配線17のうち接地部14−3を含む部分は不活
性部として残してもよいがこれを配線の要素として用い
てもよい。
18、コンタクトホール19−1、19−2,19−3
の全面にスパッタ法で膜厚800nmの金属配線層、例
えばアルミ合金配線層、を形成する。フォトレジストを
金属配線層上に塗布しパターニングした後、このフォト
レジストをマスクとしてRIE法でエッチングし第二金
属配線110を形成する。この時同時に、切断領域19
−2、19−3中の第一金属配線17も開孔部から自己
整合的にエッチングして除去する。すると、切断領域1
9−2、19−3の開孔径は第一金属配線17の配線幅
より大きくとっておいたので、ゲート電極13やドレイ
ン14−2と基板10との電気的な接続が断たれる。第
一金属配線17のうち接地部14−3を含む部分は不活
性部として残してもよいがこれを配線の要素として用い
てもよい。
【0015】なお、第一の実施例として素子領域にMO
Sトランジスタを形成したが、プラズマCVDによりダ
メージが与えられやすい薄い酸化膜を持つ素子ならば、
不揮発性メモリのようなフローティングゲートを持つM
OSトランジスタや、DRAMメモリセル等に用いられ
るキャパシタ等であってもよい。
Sトランジスタを形成したが、プラズマCVDによりダ
メージが与えられやすい薄い酸化膜を持つ素子ならば、
不揮発性メモリのようなフローティングゲートを持つM
OSトランジスタや、DRAMメモリセル等に用いられ
るキャパシタ等であってもよい。
【0016】また、接地部14−3は選択酸化法により
分離された領域に形成したが、不活性領域の増大を防ぐ
ために素子分離領域の厚い酸化膜を開孔して形成しても
よい。
分離された領域に形成したが、不活性領域の増大を防ぐ
ために素子分離領域の厚い酸化膜を開孔して形成しても
よい。
【0017】また、この第一の実施例では二層金属配線
への応用を示したが一層金属配線であっても三層以上の
多層金属配線であってもよい。二層以上の金属配線の場
合は第一の実施例のように写真蝕刻の回数を特に増やさ
ずに済むが、一層金属配線にこの発明を用いる場合には
写真蝕刻の回数を増やしてしまう。一層金属配線の場合
は第一の実施例と異なり、切断領域を開口するための写
真蝕刻工程がわずかに増えるが、二層目の金属配線を形
成せずに切断領域を開孔後自己整合的に金属配線をRI
E等で除去する。
への応用を示したが一層金属配線であっても三層以上の
多層金属配線であってもよい。二層以上の金属配線の場
合は第一の実施例のように写真蝕刻の回数を特に増やさ
ずに済むが、一層金属配線にこの発明を用いる場合には
写真蝕刻の回数を増やしてしまう。一層金属配線の場合
は第一の実施例と異なり、切断領域を開口するための写
真蝕刻工程がわずかに増えるが、二層目の金属配線を形
成せずに切断領域を開孔後自己整合的に金属配線をRI
E等で除去する。
【0018】また、第一の実施例ではP型シリコン基板
を用いたがN型シリコン基板を用いてもよく、この場
合、ソースおよびドレインはP型不純物を注入し、接地
領域はN型不純物を注入する。半導体素子をCMOSで
構成する場合にも同様にする。
を用いたがN型シリコン基板を用いてもよく、この場
合、ソースおよびドレインはP型不純物を注入し、接地
領域はN型不純物を注入する。半導体素子をCMOSで
構成する場合にも同様にする。
【0019】また、第一の実施例では接地部に不純物を
導入したが、これは接触抵抗を下げるためである。も
し、ショットキー障壁程度の抵抗があっても充分な接地
が得られるのなら接地部に不純物を導入すること無く直
接第一金属配線層と基板のコンタクトをとってもよい。
導入したが、これは接触抵抗を下げるためである。も
し、ショットキー障壁程度の抵抗があっても充分な接地
が得られるのなら接地部に不純物を導入すること無く直
接第一金属配線層と基板のコンタクトをとってもよい。
【0020】ところで、第一の実施例では第一金属配線
17−1の切断領域19−2、19−3を第一金属配線
17−1の配線幅より大きく取ることが配線を切断する
のに必要であったが、この様にすると、コンタクトホー
ルをこの部分に開孔する際に第一金属配線17−1より
下までエッチングを進めてしまう恐れがある。これを防
ぐためには切断領域の第一金属配線層の下にエッチング
ストッパーを入れればよい。これを利用したのが第二の
実施例である。本発明の第二の実施例に係る半導体装置
の製造方法を示す。[図5]〜[図7]はこの製造方法
を工程順に示した断面図である。
17−1の切断領域19−2、19−3を第一金属配線
17−1の配線幅より大きく取ることが配線を切断する
のに必要であったが、この様にすると、コンタクトホー
ルをこの部分に開孔する際に第一金属配線17−1より
下までエッチングを進めてしまう恐れがある。これを防
ぐためには切断領域の第一金属配線層の下にエッチング
ストッパーを入れればよい。これを利用したのが第二の
実施例である。本発明の第二の実施例に係る半導体装置
の製造方法を示す。[図5]〜[図7]はこの製造方法
を工程順に示した断面図である。
【0021】[図5]に示すように、P型シリコン基板
20を選択酸化し素子分離領域20−1に膜厚500n
mのシリコン酸化膜21を形成する。続いて、P型シリ
コン基板20の全面を熱酸化し膜厚20nmの酸化膜2
2を、さらにCVD法により膜厚300nmのポリシリ
コン層23を形成する。フォトレジストでパターニング
した後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法で
ポリシリコン層と酸化膜をエッチングしゲート酸化膜2
2−1、ゲート電極23−1と必要な配線を形成する。
フォトレジストを除去後、イオン注入法により、基板2
0の素子領域20−2にゲート電極23−1等をマスク
とし、リン、ヒ素等のN型不純物を注入する。また、基
板20の接地領域20−3にボロン等のP型不純物を注
入する。続いてこれらの不純物を熱処理し電気的に活性
な状態にしてソース24−1、ドレイン24−2及び接
地部24−3を形成する。次に、基板10の全面にCV
D法によりBPSG膜25を形成する。さらにBPSG
膜25の全面にCVD法によりポリシリコン層を形成
し、後に形成する第一金属配線の切断領域の予定領域だ
けを残すよう、フォトレジストをパターニングする。こ
のフォトレジストをマスクとしてドライエッチングでポ
リシリコン層表面をエッチングし、続いてポリシリコン
を熱酸化する。この様にして、エッチングストッパー2
6が形成された。次に、BPSG膜25上とエッチング
ストッパー26上とにフォトレジストでパターニングし
た後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法でB
PSG膜25にゲート電極に至るコンタクトホール27
−1とソース24−1またはドレイン24−2に至るコ
ンタクトホール27−2と接地部24−3を介して基板
20に至るコンタクトホール27−3とを形成する。続
いてフォトレジストを除去する。
20を選択酸化し素子分離領域20−1に膜厚500n
mのシリコン酸化膜21を形成する。続いて、P型シリ
コン基板20の全面を熱酸化し膜厚20nmの酸化膜2
2を、さらにCVD法により膜厚300nmのポリシリ
コン層23を形成する。フォトレジストでパターニング
した後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法で
ポリシリコン層と酸化膜をエッチングしゲート酸化膜2
2−1、ゲート電極23−1と必要な配線を形成する。
フォトレジストを除去後、イオン注入法により、基板2
0の素子領域20−2にゲート電極23−1等をマスク
とし、リン、ヒ素等のN型不純物を注入する。また、基
板20の接地領域20−3にボロン等のP型不純物を注
入する。続いてこれらの不純物を熱処理し電気的に活性
な状態にしてソース24−1、ドレイン24−2及び接
地部24−3を形成する。次に、基板10の全面にCV
D法によりBPSG膜25を形成する。さらにBPSG
膜25の全面にCVD法によりポリシリコン層を形成
し、後に形成する第一金属配線の切断領域の予定領域だ
けを残すよう、フォトレジストをパターニングする。こ
のフォトレジストをマスクとしてドライエッチングでポ
リシリコン層表面をエッチングし、続いてポリシリコン
を熱酸化する。この様にして、エッチングストッパー2
6が形成された。次に、BPSG膜25上とエッチング
ストッパー26上とにフォトレジストでパターニングし
た後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法でB
PSG膜25にゲート電極に至るコンタクトホール27
−1とソース24−1またはドレイン24−2に至るコ
ンタクトホール27−2と接地部24−3を介して基板
20に至るコンタクトホール27−3とを形成する。続
いてフォトレジストを除去する。
【0022】次に、[図6]に示すように、第一の実施
例と同様にBPSG膜25の全面にスパッタ法で膜厚8
00nmの金属配線層28、例えばアルミ合金配線層、
を形成する。フォトレジストを金属配線層上に塗布しパ
ターニングした後、このフォトレジストをマスクとして
RIE法でエッチングし第一金属配線28−1を形成す
る。やはりここでも、ここで第一金属配線28−1をエ
ッチングする際にゲート電極23−1とドレイン24−
2との電気的接続及びゲート電極23−1とコンタクト
ホール27−3を介しての基板20との電気的接続を切
り離さずに残しておく。フォトレジストを除去後、BP
SG膜25と第一金属配線28−1上の全面にプラズマ
CVD法で酸化シリコンからなる層間絶縁膜29を形成
する。ここで、ゲート電極23−1とソース24−1と
ドレイン24−2と基板20とが電気的に接続されてお
り同電位であるため、プラズマCVD中にチャージアッ
プが起こったとしても薄いゲート酸化膜にダメージを与
えることがない。次に、フォトレジストを全面に塗布し
パターニングした後、このフォトレジストをマスクとし
てコンタクトホール210−1を形成する。コンタクト
ホール210−1を形成する際に同時に第一金属配線2
8−1の切断領域210−2、210−3も開孔する。
ここで切断領域210−2、210−3の開孔穴はは第
一金属配線28−1の配線幅より大きく、エッチングス
トッパー26よりも小さくする。[図8]はこれを示し
た、[図6]のB〜B´領域の平面図である。RIEの
エッチングガスに水素希しゃく四フッ化炭素を用いたと
き、ポリシリコンとシリコン酸化膜からなる層はエッチ
ングストッパーとして働く。したがって、第一の実施例
と違い、エッチングによる開孔時に第一金属配線層より
下までエッチングを進めてしまうことがない。続いてフ
ォトレジストを除去する。
例と同様にBPSG膜25の全面にスパッタ法で膜厚8
00nmの金属配線層28、例えばアルミ合金配線層、
を形成する。フォトレジストを金属配線層上に塗布しパ
ターニングした後、このフォトレジストをマスクとして
RIE法でエッチングし第一金属配線28−1を形成す
る。やはりここでも、ここで第一金属配線28−1をエ
ッチングする際にゲート電極23−1とドレイン24−
2との電気的接続及びゲート電極23−1とコンタクト
ホール27−3を介しての基板20との電気的接続を切
り離さずに残しておく。フォトレジストを除去後、BP
SG膜25と第一金属配線28−1上の全面にプラズマ
CVD法で酸化シリコンからなる層間絶縁膜29を形成
する。ここで、ゲート電極23−1とソース24−1と
ドレイン24−2と基板20とが電気的に接続されてお
り同電位であるため、プラズマCVD中にチャージアッ
プが起こったとしても薄いゲート酸化膜にダメージを与
えることがない。次に、フォトレジストを全面に塗布し
パターニングした後、このフォトレジストをマスクとし
てコンタクトホール210−1を形成する。コンタクト
ホール210−1を形成する際に同時に第一金属配線2
8−1の切断領域210−2、210−3も開孔する。
ここで切断領域210−2、210−3の開孔穴はは第
一金属配線28−1の配線幅より大きく、エッチングス
トッパー26よりも小さくする。[図8]はこれを示し
た、[図6]のB〜B´領域の平面図である。RIEの
エッチングガスに水素希しゃく四フッ化炭素を用いたと
き、ポリシリコンとシリコン酸化膜からなる層はエッチ
ングストッパーとして働く。したがって、第一の実施例
と違い、エッチングによる開孔時に第一金属配線層より
下までエッチングを進めてしまうことがない。続いてフ
ォトレジストを除去する。
【0023】後は、[図7]に示すように、第一の実施
例と同じ工程を進めて行く。層間絶縁膜29の全面およ
び第一金属配線28−1上にスパッタ法で膜厚800n
mの金属配線層、例えばアルミ合金配線層、を形成す
る。フォトレジストを金属配線層上に塗布しパターニン
グした後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法
でエッチングし第二金属配線211を形成する。この
時、切断領域210−2、210−3中の第一金属配線
28−1も同時にエッチングして除去する。したがって
ゲート電極23やドレイン24−2と基板20との電気
的な接続が断たれる。ここでも、第一の実施例と同様
に、第一金属配線28−1のうち接地部24−3を含む
部分は不活性部として残してもよいがこれを配線の要素
として用いてもよい。
例と同じ工程を進めて行く。層間絶縁膜29の全面およ
び第一金属配線28−1上にスパッタ法で膜厚800n
mの金属配線層、例えばアルミ合金配線層、を形成す
る。フォトレジストを金属配線層上に塗布しパターニン
グした後、このフォトレジストをマスクとしてRIE法
でエッチングし第二金属配線211を形成する。この
時、切断領域210−2、210−3中の第一金属配線
28−1も同時にエッチングして除去する。したがって
ゲート電極23やドレイン24−2と基板20との電気
的な接続が断たれる。ここでも、第一の実施例と同様
に、第一金属配線28−1のうち接地部24−3を含む
部分は不活性部として残してもよいがこれを配線の要素
として用いてもよい。
【0024】なお、第二の実施例として素子領域にMO
Sトランジスタを形成したが、第一の実施例と同様に、
プラズマCVDによりダメージが与えられやすい薄い酸
化膜を持つ素子ならば、フローティングゲートを持つM
OSトランジスタや、DRAMメモリセル等に用いられ
るキャパシタ等であってもよい。
Sトランジスタを形成したが、第一の実施例と同様に、
プラズマCVDによりダメージが与えられやすい薄い酸
化膜を持つ素子ならば、フローティングゲートを持つM
OSトランジスタや、DRAMメモリセル等に用いられ
るキャパシタ等であってもよい。
【0025】また、接地部24−3は選択酸化法により
分離された領域に形成したが、不活性領域の増大を防ぐ
ために素子分離領域の厚い酸化膜を開孔して形成しても
よい。また、この第二の実施例でも二層金属配線への応
用を示したが一層金属配線であっても三層以上の多層配
線であってもよい。
分離された領域に形成したが、不活性領域の増大を防ぐ
ために素子分離領域の厚い酸化膜を開孔して形成しても
よい。また、この第二の実施例でも二層金属配線への応
用を示したが一層金属配線であっても三層以上の多層配
線であってもよい。
【0026】また、第二の実施例でもP型シリコン基板
を用いたがN型シリコン基板を用いてもよく、この場
合、ソースおよびドレインはP型不純物を注入し、接地
領域はN型不純物を注入する。半導体素子をCMOSで
構成する場合にも同様にする。
を用いたがN型シリコン基板を用いてもよく、この場
合、ソースおよびドレインはP型不純物を注入し、接地
領域はN型不純物を注入する。半導体素子をCMOSで
構成する場合にも同様にする。
【0027】また、第二の実施例でも接地部に不純物を
導入したが、これは接触抵抗を下げるためである。も
し、ショットキー障壁程度の抵抗があっても充分な接地
が得られるのなら接地部に不純物を導入すること無く直
接第一金属配線層と基板のコンタクトをとってもよい。
導入したが、これは接触抵抗を下げるためである。も
し、ショットキー障壁程度の抵抗があっても充分な接地
が得られるのなら接地部に不純物を導入すること無く直
接第一金属配線層と基板のコンタクトをとってもよい。
【0028】また、この第二の実施例ではエッチングス
トッパーとして、ポリシリコン表面を酸化した膜を用い
たが、その上に形成する層間絶縁膜とエッチングに対す
る選択性があればよいので窒化膜等の絶縁膜を用いても
良い。また、高抵抗のポリシリコン等を絶縁膜と見なし
て用いてもよい。
トッパーとして、ポリシリコン表面を酸化した膜を用い
たが、その上に形成する層間絶縁膜とエッチングに対す
る選択性があればよいので窒化膜等の絶縁膜を用いても
良い。また、高抵抗のポリシリコン等を絶縁膜と見なし
て用いてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、金属配線形成後に、低温プロセ
スであるプラズマCVDを用いてもゲート酸化膜やキャ
パシタの誘電膜にダメージを与えずに絶縁膜を形成でき
る。これは、金属配線層が電気的に半導体基板、ソース
領域、ドレイン領域、ゲート電極、キャパシタ電極に接
続されているためこれらが同電位になり、これらに挟ま
れたゲート酸化膜やキャパシタの誘電膜に電位差が生じ
ないからである。したがって、ゲート酸化膜やキャパシ
タの誘電膜にダメージを与えたり、絶縁破壊を起こした
りすることがない。
置の製造方法によれば、金属配線形成後に、低温プロセ
スであるプラズマCVDを用いてもゲート酸化膜やキャ
パシタの誘電膜にダメージを与えずに絶縁膜を形成でき
る。これは、金属配線層が電気的に半導体基板、ソース
領域、ドレイン領域、ゲート電極、キャパシタ電極に接
続されているためこれらが同電位になり、これらに挟ま
れたゲート酸化膜やキャパシタの誘電膜に電位差が生じ
ないからである。したがって、ゲート酸化膜やキャパシ
タの誘電膜にダメージを与えたり、絶縁破壊を起こした
りすることがない。
【図1】本発明の第一の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図2】本発明の第一の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の第一の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図4】[図2]のA〜A´領域の平面図である。
【図5】本発明の第二の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図6】本発明の第二の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図7】本発明の第二の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図8】[図6]のB〜B´領域の平面図である。
10、20 P型シリコン基板 10−1、20−1 素子分離領域 10−2、20−2 素子領域 10−3、20−3 接地領域 11、21 シリコン酸化膜 12−1、22−1 ゲート酸化膜 13−1、23−1 ゲート電極 14−1、24−1 ソース 14−2、24−2 ドレイン 14−3、24−3 接地部 15、25 絶縁膜 26 エッチングストッパー 16、27、19−1、210−1 コンタクトホー
ル 17−1、28−1 第一金属配線 18、29 層間絶縁膜 19−2、19−3、210−2、210−3 第一
金属配線切断領域 110、211 第二金属配線
ル 17−1、28−1 第一金属配線 18、29 層間絶縁膜 19−2、19−3、210−2、210−3 第一
金属配線切断領域 110、211 第二金属配線
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板の表面領域の一部に第一の絶
縁膜を形成する工程と、 前記第一の絶縁膜上に第一の配線層を形成する工程と、 前記第一の配線層上と前記半導体基板上とに第二の絶縁
膜を堆積する工程と、 前記第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に
至る第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第
二のコンタクトホールを形成する工程と、 前記第二の絶縁膜上と前記第一のコンタクトホール内と
前記第二のコンタクトホール内とに第二の配線層を形成
する工程と、 前記第二の配線層上と前記第二の絶縁膜上とにプラズマ
CVD法により第三の絶縁膜を形成する工程と、 前記第三の絶縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層
のうち前記第一の配線層と前記半導体基板を電気的に接
続する領域上に前記第二の配線層の配線幅より大きな開
孔部を形成する工程と、 前記第二の配線層を前記開孔部を通して自己整合的に除
去する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項2】 半導体基板の表面領域の一部に第一の絶
縁膜を形成する工程と、 前記第一の絶縁膜上に第一の配線層を形成する工程と、 前記第一の配線層上と前記半導体基板上とに第二の絶縁
膜を堆積する工程と、 前記第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に
至る第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第
二のコンタクトホールを形成する工程と、 前記第二の絶縁膜上の一部に第三の絶縁膜を形成する工
程と、 前記第二の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一の
コンタクトホール内と前記第二のコンタクトホール内と
に第二の配線層を形成する工程と、 前記第二の配線層上と前記第二の絶縁膜上と前記第三の
絶縁膜上とにプラズマCVD法により第四の絶縁膜を形
成する工程と、 前記第四の絶縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層
のうち前記第一の配線層と前記半導体基板を電気的に接
続する領域であり前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線
層の配線幅より大きな開孔部を形成する工程と、 前記第二の配線層を前記開孔部を通して自己整合的に除
去する工程とを備え、 前記第四の絶縁膜のエッチング速度が前記第三の絶縁膜
より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 半導体基板の表面領域の一部に第一の絶
縁膜を形成する工程と、 前記第一の絶縁膜上に第一の配線層を形成する工程と、 前記第一の配線層上と前記半導体基板上とに第二の絶縁
膜を堆積する工程と、 前記第二の絶縁膜を選択的に除去し前記第一の配線層に
至る第一のコンタクトホールと前記半導体基板に至る第
二のコンタクトホールを形成する工程と、 前記第二の絶縁膜上の一部に半導体膜を形成する工程
と、 前記半導体膜の表面を酸化し第三の絶縁膜を形成する工
程と、 前記第二の絶縁膜上と前記第三の絶縁膜上と前記第一の
コンタクトホール内と前記第二のコンタクトホール内と
に第二の配線層を形成する工程と、 この第二の配線層上と前記第二の絶縁膜上と前記第三の
絶縁膜上とにプラズマCVD法により第四の絶縁膜を形
成する工程と、 前記第四の絶縁膜を選択的に除去して前記第二の配線層
のうち前記第一の配線層と前記半導体基板を電気的に接
続する領域であり前記第三の絶縁膜上に前記第二の配線
層の配線幅より大きな開孔部を形成する工程と、 前記第三の絶縁膜上の前記第二の配線層を前記開孔部を
通して自己整合的に除去する工程とを備え、 前記第四の絶縁膜のエッチング速度が前記半導体膜より
大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3335361A JPH05166946A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3335361A JPH05166946A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05166946A true JPH05166946A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18287672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3335361A Pending JPH05166946A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05166946A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001196480A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-19 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | フラッシュメモリ素子 |
US6294438B1 (en) * | 1993-08-05 | 2001-09-25 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor device having capacitor and manufacturing method thereof |
DE4429272B4 (de) * | 1993-08-19 | 2004-05-06 | Denso Corp., Kariya | Zündkerze für einen Verbrennungsmotor |
JP2004363254A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
KR100478204B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-03-23 | 동부아남반도체 주식회사 | 더미 콘택트를 갖는 반도체 소자 구조 |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3335361A patent/JPH05166946A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6294438B1 (en) * | 1993-08-05 | 2001-09-25 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor device having capacitor and manufacturing method thereof |
DE4429272B4 (de) * | 1993-08-19 | 2004-05-06 | Denso Corp., Kariya | Zündkerze für einen Verbrennungsmotor |
JP2001196480A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-19 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | フラッシュメモリ素子 |
KR100478204B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-03-23 | 동부아남반도체 주식회사 | 더미 콘택트를 갖는 반도체 소자 구조 |
JP2004363254A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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