JPH1140514A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、さらに詳しく言えば、コンタクトホールの
上部にテーパーを施したコンタクトホールの形成方法の
改良に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an improvement in a method for forming a contact hole having a tapered upper portion of the contact hole.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化と多層
配線化が進展するに伴って、コンタクトホールのアスペ
クト比が増大する傾向にある。このため、コンタクトホ
ールにおける金属配線膜のステップカバレージが悪化
し、断線等を引き起こすおそれがある。そこで、コンタ
クトホールにテ−パーを施して、断線等を防止すること
が行われている。2. Description of the Related Art In recent years, the aspect ratio of a contact hole tends to increase with the progress of high integration and multilayer wiring of a semiconductor integrated circuit. For this reason, step coverage of the metal wiring film in the contact hole may be deteriorated, and disconnection or the like may be caused. Therefore, tapering is applied to the contact holes to prevent disconnection and the like.
【0003】以下、従来のコンタクトホールの形成方法
を図面を参照しながら説明する。図7において、半導体
基板上1に減圧CVD法により、およそ200nmの膜
厚のTEOS(テトラエキシシラン)膜2及びおよそ4
00nmの膜厚のBPSG膜3(尚、リン濃度は4.0
5wt%、ボロン濃度は4.60wt%である。)から
成る絶縁膜を形成し、ホトリソグラフィー法により、コ
ンタクトホール形成領域上に開口部4を有するホトレジ
スト膜5を形成する。Hereinafter, a conventional method for forming a contact hole will be described with reference to the drawings. In FIG. 7, a TEOS (tetraexisilane) film 2 having a thickness of about 200 nm and a TEOS
A BPSG film 3 having a thickness of 00 nm (the phosphorus concentration is 4.0
The concentration of boron is 5 wt% and the concentration of boron is 4.60 wt%. Is formed, and a photoresist film 5 having an opening 4 on the contact hole formation region is formed by photolithography.
【0004】そして、コンタクトホール径が0.8μm
以下で、アスペクト比が1以上となるコンタクトホール
を例にとると、コンタクトホールを異方性エッチングの
みで形成した場合、そのホール内にアルミニウム等から
成る金属配線膜を埋め込むことは難しい。従って、以下
説明する等方性エッチングと異方性エッチングを組み合
わせてなるコンタクトホールの形成方法が一般的に行わ
れている。The contact hole diameter is 0.8 μm.
In the following, taking a contact hole having an aspect ratio of 1 or more as an example, if the contact hole is formed only by anisotropic etching, it is difficult to bury a metal wiring film made of aluminum or the like in the hole. Therefore, a method of forming a contact hole, which is a combination of isotropic etching and anisotropic etching described below, is generally performed.
【0005】以下、コンタクトホール径がおよそ0.7
μmで、深さがおよそ0.7μmのコンタクトホールを
形成する形成方法について説明する。先ず、前記ホトレ
ジスト膜5をマスクとして、BPSG膜3の途中までを
等方性エッチングすることで、後述するコンタクトホー
ルにテーパーを形成する。以下、本工程において等方性
エッチングをウェット処理した場合のコンタクトホール
のテーパー形状について説明する。The contact hole diameter is about 0.7
A method for forming a contact hole with a depth of about 0.7 μm and a thickness of about μm will be described. First, using the photoresist film 5 as a mask, a part of the BPSG film 3 is isotropically etched to form a taper in a contact hole described later. Hereinafter, the tapered shape of the contact hole when the isotropic etching is wet-processed in this step will be described.
【0006】例えば、液温26℃のフッ酸(HF)溶液
を用いて、前記BPSG膜3をおよそ180nmエッチ
ングするウェット処理方法によると、横方向(BPSG
膜3表面に対して水平方向)へのエッチング速度が速い
ため、図8に示すように前記レジスト膜5の下にその開
口部4サイズより非常に広い範囲でテーパー6aが形成
される。For example, according to a wet processing method of etching the BPSG film 3 by about 180 nm using a hydrofluoric acid (HF) solution at a liquid temperature of 26 ° C.,
Since the etching rate (in the horizontal direction with respect to the surface of the film 3) is high, a taper 6a is formed below the resist film 5 in a range much larger than the size of the opening 4 as shown in FIG.
【0007】そして、前記したようにして等方性エッチ
ングされた後の残存した絶縁膜(残りのBPSG3膜及
びTEOS膜2)を図9に示すように異方性エッチング
により完全に除去し、コンタクトホール7aを形成して
いる。本工程は、RIE(Reactive Ion Etching)型の
エッチング装置を使用し、およそ60sccmの流量の
CF4ガス、およそ60sccmの流量のCHF3ガス及
びおよそ900sccmの流量のArガスから成るエッ
チングガスを用いて、真空度173.3Pa、RFパワ
ー850Wの条件で、プラズマエッチングをしている。Then, the remaining insulating film (remaining BPSG 3 film and TEOS film 2) after the isotropic etching as described above is completely removed by anisotropic etching as shown in FIG. A hole 7a is formed. In this step, an RIE (Reactive Ion Etching) type etching apparatus is used, and an etching gas composed of a CF4 gas at a flow rate of about 60 sccm, a CHF3 gas at a flow rate of about 60 sccm, and an Ar gas at a flow rate of about 900 sccm is used as a vacuum. Plasma etching is performed under the conditions of a temperature of 173.3 Pa and an RF power of 850 W.
【0008】また、前述した等方性エッチングをドライ
処理した場合のテーパー形状について説明する。この場
合には、CDE(Chemical Dry Etching)型のエッチン
グ装置を使用し、およそ210sccmの流量のCF4
ガスとおよそ90sccmの流量のO2ガスから成るエ
ッチングガスを用いて、真空度80Pa、RFパワー7
00Wの条件で、前記BPSG膜3をおよそ350nm
プラズマエッチングすることで、図10に示すような前
述したウェット処理によるテーパー6aよりテーパー上
部の径が狭く、比較的深いテーパー6b形状が得られ
る。Next, a description will be given of a tapered shape when the above-described isotropic etching is dry-processed. In this case, a CDE (Chemical Dry Etching) type etching apparatus is used, and CF4 having a flow rate of about 210 sccm is used.
Using an etching gas consisting of a gas and an O2 gas at a flow rate of about 90 sccm, a degree of vacuum of 80 Pa and an RF power of 7
Under the condition of 00W, the BPSG film 3 is
By plasma etching, a relatively deep taper 6b shape is obtained in which the diameter of the upper portion of the taper is smaller than that of the taper 6a formed by the above-described wet processing as shown in FIG.
【0009】そして、このようにして等方性エッチング
された後の残存した絶縁膜(残りのBPSG3膜及びT
EOS膜2)を図11に示すように異方性エッチングに
より完全に除去し、コンタクトホール7bを形成してい
る。尚、本工程の異方性エッチング条件は、前述した異
方性エッチング条件と同じである。The remaining insulating film (the remaining BPSG3 film and T
The EOS film 2) is completely removed by anisotropic etching as shown in FIG. 11 to form a contact hole 7b. Note that the anisotropic etching conditions in this step are the same as the above-described anisotropic etching conditions.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以下、前述した等方性
エッチングにおける問題点について説明する。先ず、前
記した条件でウェット処理による等方性エッチングと異
方性エッチングとを組み合わせて成るコンタクトホール
の形状は、図9に示すようにコンタクトホール7aのテ
ーパー6aは、横方向(BPSG膜3表面に対して水平
方向)に広がっており、比較的薄い形状となっている。
このような形状をしたコンタクトホール7aにアルミニ
ウムから成る金属配線膜を形成した際のステップカバレ
ッジを測定した結果、このときのステップカバレッジ
は、両側の平均でおよそ4%(平坦部に被着した最も厚
く被着した場所の配線膜の膜厚tsを100%とし、こ
れに対してコンタクトホール内で最も薄く被着した場所
の配線膜の膜厚tbを指す。即ち、最も薄く被着した場
所の配線膜の膜厚tb/最も厚く被着した場所の配線膜
の膜厚ts)であった。このときのコンタクトホール径
は、およそ0.73μmであった。そして、テーパー上
部の径は、およそ3.19μmであった。ここで、ステ
ップカバレッジを評価する際に、一般的に両側の平均で
10%程度必要とされている。従って、前記したウェッ
ト処理による等方性エッチングと異方性エッチングとを
組合わせた方法により形成したコンタクトホール7aで
は、ステップカバレッジが悪いという結果である。これ
は、テーパー部では広くなっており、一見ステップカバ
レッジに貢献するように思われるが、前述したように横
方向へのエッチングが速いため、横方向への制限があ
り、深く形成できない。従って、異方性エッチングで形
成するコンタクトホール部が深くなるため、図11に示
すようにコンタクトホール7a底部の中心から開口部上
方の絶縁膜に接する接線(一点鎖線)を引いた際にでき
る角度θ1がきつくなり、ステップカバレッジが悪化す
るものである。The problems in the above-described isotropic etching will be described below. First, the shape of a contact hole formed by combining isotropic etching and anisotropic etching by wet processing under the above-described conditions is such that the taper 6a of the contact hole 7a is in the lateral direction (the surface of the BPSG film 3) as shown in FIG. (In the horizontal direction with respect to the horizontal axis), and has a relatively thin shape.
As a result of measuring the step coverage when the metal wiring film made of aluminum was formed in the contact hole 7a having such a shape, the step coverage at this time was about 4% on the average on both sides (mostly covered on the flat portion). The thickness ts of the wiring film at the place where the film is thickly applied is defined as 100%, and the thickness tb of the wiring film at the place where the film is thinnest in the contact hole is indicated. The film thickness tb of the wiring film / the film thickness ts of the wiring film at the place where the film was thickest. The contact hole diameter at this time was about 0.73 μm. And the diameter of the upper part of the taper was about 3.19 μm. Here, when step coverage is evaluated, generally, an average of about 10% is required on both sides. Therefore, the step coverage is poor in the contact hole 7a formed by the method combining the isotropic etching and the anisotropic etching by the wet processing described above. This is wider at the tapered portion and seems to contribute to step coverage at first glance, but as described above, since etching in the lateral direction is fast, there is a limitation in the lateral direction, and it cannot be formed deeply. Therefore, since the contact hole formed by anisotropic etching becomes deep, the angle formed when a tangent (dashed line) contacting the insulating film above the opening is drawn from the center of the bottom of the contact hole 7a as shown in FIG. θ1 becomes tight and the step coverage deteriorates.
【0011】また、コンタクトホールが密に存在する場
所(例えば、ホール中心間距離がおよそ3.2μm未満
の場合)では、テーパー6a上部がつながり、図13の
Aに示すようにホトレジスト膜5が浮いてパターンずれ
等を引き起こしていた。従って、ウェット処理の場合、
横方向のエッチングに制約されるため、深さ方向に増や
すことができず、その後の異方性エッチングによるエッ
チング量が多くなることは避けられず、そのためステッ
プカバレッジが悪化する原因となっていた。In a place where contact holes are densely provided (for example, when the distance between hole centers is less than about 3.2 μm), the upper portion of the taper 6a is connected, and the photoresist film 5 floats as shown in FIG. This causes pattern shift and the like. Therefore, in the case of wet processing,
Since the etching is restricted in the lateral direction, it cannot be increased in the depth direction, and it is inevitable that the amount of etching by the subsequent anisotropic etching is increased, thereby causing the step coverage to deteriorate.
【0012】一方、前記した条件でドライ処理による等
方性エッチングと異方性エッチングとを組み合わせて成
るコンタクトホールの形状は、図10に示すようにコン
タクトホール7bのテーパー6bは、横方向(BPSG
膜3表面に対して水平方向)への広がりが少なく、比較
的深い形状となっている。このような形状をしたコンタ
クトホール7bにアルミニウムから成る金属配線膜を形
成した際のステップカバレッジを測定した結果、このと
きのステップカバレッジは、両側の平均でおよそ5%で
あった。このときのコンタクトホール径は、およそ0.
78μmであった。そして、テーパー上部の径は、およ
そ1.19μmであった。On the other hand, the contact hole formed by combining isotropic etching and anisotropic etching by dry processing under the above-described conditions has a taper 6b of the contact hole 7b in the lateral direction (BPSG) as shown in FIG.
It spreads little in the horizontal direction with respect to the surface of the film 3 and has a relatively deep shape. As a result of measuring the step coverage when a metal wiring film made of aluminum was formed in the contact hole 7b having such a shape, the step coverage at this time was about 5% on average on both sides. The diameter of the contact hole at this time is about 0.
It was 78 μm. And the diameter of the taper upper part was about 1.19 μm.
【0013】また、コンタクトホールが密に存在する場
所(例えば、ホール中心間距離がおよそ3.2μm未満
の場合)でも、図14に示すようにテーパー6b上部は
つながらず、ウェット処理時のようなホトレジスト膜5
が浮いてパターンずれ等を引き起こすという問題は生じ
ない。従って、エッチング量を増やすことができるが、
前記したようにウェット処理時のステップカバレッジと
比較して、そのステップカバレッジの改善はほとんどみ
られなかった。これは、エッチング時間を延ばしてエッ
チング深さを得ようとしたことにより、図14のBに示
すようにBPSG膜3表面がオーバーハング形状とな
り、図15に示すようにコンタクトホール7b底部の中
心から開口部上方の絶縁膜に接する接線(一点鎖線)を
引いた際にできる角度θ2が前記オーバーハング部の影
響で、かえってステップカバレッジが悪化するためであ
る。このように、ドライ処理した場合も、前述したウェ
ット処理した場合と同程度のステップカバレッジしか得
られなかった。Further, even in a place where the contact holes are densely provided (for example, when the distance between the hole centers is less than about 3.2 μm), the upper portion of the taper 6b is not connected as shown in FIG. Photoresist film 5
There is no problem that the pattern floats to cause a pattern shift or the like. Therefore, although the etching amount can be increased,
As described above, the step coverage was hardly improved as compared with the step coverage during the wet processing. This is because the surface of the BPSG film 3 has an overhang shape as shown in FIG. 14B by extending the etching time to obtain the etching depth, and as shown in FIG. This is because the angle θ2 formed when a tangent line (dashed-dotted line) in contact with the insulating film above the opening is drawn due to the influence of the overhang portion, and the step coverage is rather deteriorated. As described above, even in the case of the dry treatment, only the same step coverage as in the case of the above-described wet treatment was obtained.
【0014】従って、本発明ではステップカバレッジを
悪化させることのない、良好なテーパー形状を有するコ
ンタクトホールを形成することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to form a contact hole having a good taper shape without deteriorating step coverage.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は半導体
基板上のTEOS膜及びBPSG膜の積層膜から成る絶
縁膜上に所定の開口部を設けたホトレジスト膜を形成し
た後に、該ホトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜の
膜厚の途中までウェット処理とドライ処理とを組み合わ
せて等方性エッチングを行う。続いて、前記ホトレジス
ト膜をマスクとして前記絶縁膜の残りの膜厚を異方性エ
ッチングにより完全に除去することで、良好なテーパー
を有するコンタクトホールを形成して、該コンタクトホ
ールへの金属配線膜のステップカバレッジを向上させる
ものである。Accordingly, the present invention provides a method of forming a photoresist film having a predetermined opening on an insulating film composed of a laminated film of a TEOS film and a BPSG film on a semiconductor substrate. As a mask, isotropic etching is performed by combining the wet treatment and the dry treatment up to the middle of the thickness of the insulating film. Subsequently, by completely removing the remaining film thickness of the insulating film by anisotropic etching using the photoresist film as a mask, a contact hole having a good taper is formed, and a metal wiring film to the contact hole is formed. Is to improve the step coverage.
【0016】また、本発明はフローティングゲートとコ
ントロールゲートとが積層されて成る不揮発性半導体記
憶装置のような高段差部を有する領域にコンタクトホー
ルを形成する工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、前記コンタクトホールを形成する際に、先ずウェッ
ト処理及びドライ処理により等方性エッチングする第1
のエッチング工程を行い、続いて異方性エッチングする
第2のエッチング工程とを行うものである。The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a contact hole in a region having a high step, such as a nonvolatile semiconductor memory device in which a floating gate and a control gate are stacked. When forming a contact hole, first, isotropic etching is performed by wet processing and dry processing.
Is performed, followed by a second etching step for performing anisotropic etching.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体装置の製造
方法に係る実施の形態を図面を参照しながら説明する。
尚、本実施の形態では、コンタクトホール径がおよそ
0.7μmで、深さがおよそ0.7μmのコンタクトホ
ールを形成する形成方法について説明する。Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, a method for forming a contact hole having a contact hole diameter of about 0.7 μm and a depth of about 0.7 μm will be described.
【0018】図1において、半導体基板11上に減圧C
VD法により、およそ200nmの膜厚のTEOS膜1
2及びおよそ400nmの膜厚のBPSG膜13から成
る絶縁膜を形成し、ホトリソグラフィー法により、コン
タクトホール形成領域上に開口部14を有するホトレジ
スト膜15を形成する。そして、前記半導体基板11に
対しておよそ150℃で30分のオーブンベークを行
う。更に、前記ホトレジスト膜14のスカムを除去する
ためにO2プラズマ処理を行う。In FIG. 1, a reduced pressure C is applied on a semiconductor substrate 11.
The TEOS film 1 having a thickness of about 200 nm is formed by the VD method.
An insulating film made of a BPSG film 13 having a thickness of about 2 nm and about 400 nm is formed, and a photoresist film 15 having an opening 14 on a contact hole forming region is formed by photolithography. Then, oven baking is performed on the semiconductor substrate 11 at about 150 ° C. for 30 minutes. Further, an O2 plasma treatment is performed to remove the scum of the photoresist film 14.
【0019】次に、図2において、前記ホトレジスト膜
15をマスクとして、BPSG膜13の途中までを等方
性エッチングする。本工程では、例えば、液温26℃の
フッ酸(HF)溶液を用いて、前記BPSG膜3をおよ
そ60nmエッチングするウェット処理を行う。そし
て、およそ120℃で30分のオーブンベークを行う。
続いて、CDE型のエッチング装置を使用して、およそ
210sccmの流量のCF4ガスとおよそ90scc
mの流量のO2ガスから成るエッチングガスを用いて、
真空度80Pa、RFパワー700Wの条件で、前記B
PSG膜3をおよそ200nmプラズマエッチングする
ドライ処理を行う。トータルのエッチング量は、260
nmであり、後述するコンタクトホール17のテーパー
16が形成される。Next, in FIG. 2, the photoresist film 15 is used as a mask to isotropically etch a part of the BPSG film 13. In this step, for example, a wet process of etching the BPSG film 3 by about 60 nm using a hydrofluoric acid (HF) solution at a liquid temperature of 26 ° C. is performed. Then, oven baking is performed at about 120 ° C. for 30 minutes.
Subsequently, using a CDE type etching apparatus, CF4 gas at a flow rate of about 210 sccm and about 90 sccc are used.
Using an etching gas consisting of O2 gas at a flow rate of m
Under the conditions of a vacuum degree of 80 Pa and RF power of 700 W, the above B
A dry process for plasma etching the PSG film 3 by about 200 nm is performed. The total etching amount is 260
nm, and a taper 16 of a contact hole 17 described later is formed.
【0020】本工程は、本発明の特徴となる工程であ
り、コンタクトホール17にテーパー16を形成する等
方性エッチングをウェット処理とドライ処理とを組み合
せて行うことで、従来のウェット処理によるテーパー6
a(図7参照)よりホール径が小さく、深いテーパー1
6が得られ、更に従来のドライ処理によるテーパー6b
(図9参照)よりホール径が大きく、BPSG膜13表
面がオーバーハング形状とならないテーパー16が得ら
れる。即ち、先ずウェット処理でホトレジスト膜15の
開口部14下の内側までBPSG膜13がエッチングさ
れているため(図2中の点線参照)、続くドライ処理開
示時に、斜め入射イオンが前記ホトレジスト膜15の下
面に入り込むため従来のドライ処理だけの場合(図2中
の一点鎖線参照)に比べて横方向に広がりを持った良好
なコンタクトホールを形成できる。This step is a characteristic step of the present invention. The isotropic etching for forming the taper 16 in the contact hole 17 is performed by a combination of the wet processing and the dry processing. 6
a (see FIG. 7), hole diameter is smaller and deep taper 1
6 and a taper 6b formed by a conventional dry process.
A taper 16 having a larger hole diameter than that of the BPSG film 13 (see FIG. 9) and having no overhanging surface is obtained. That is, first, since the BPSG film 13 is etched to the inner side below the opening 14 of the photoresist film 15 by wet processing (see the dotted line in FIG. 2), obliquely incident ions cause the photoresist film 15 Since it penetrates into the lower surface, it is possible to form a favorable contact hole having a width in the lateral direction as compared with the conventional dry processing only (see the dashed line in FIG. 2).
【0021】以上説明した方法により、等方性エッチン
グされた後の残存した絶縁膜(残りのBPSG13膜及
びTEOS膜12)を図3に示すように異方性エッチン
グにより完全に除去し、コンタクトホール17を形成し
ている。本工程は、RIEエッチング装置を使用し、お
よそ60sccmの流量のCF4ガス、およそ60sc
cmの流量のCHF3ガス及びおよそ900sccmの
流量のArガスから成るエッチングガスを用いて、真空
度173.3Pa、RFパワー850Wの条件で、プラ
ズマエッチングをしている。According to the method described above, the insulating film remaining after the isotropic etching (the remaining BPSG 13 film and TEOS film 12) is completely removed by anisotropic etching as shown in FIG. 17 are formed. In this step, using a RIE etching apparatus, CF4 gas at a flow rate of about 60 sccm, about 60 sccm
Plasma etching is performed under the conditions of a vacuum degree of 173.3 Pa and RF power of 850 W using an etching gas composed of CHF3 gas at a flow rate of cm and Ar gas at a flow rate of about 900 sccm.
【0022】以下、このようにして形成したコンタクト
ホール17へのアルミニウムから成る金属配線膜を形成
した際のステップカバレッジを測定した結果、このとき
のステップカバレッジは、図4に示すようにコンタクト
ホール17底部の中心から開口部上方の絶縁膜に接する
接線(一点鎖線)を引いた際にできる角度θ3(従来の
θ1、θ2より角度が緩い)を反映して両側の平均でお
よそ15%であった。このときのコンタクトホール径
は、およそ0.73μmである。そして、テーパー16
上部の径は、およそ1.79μmであった。The step coverage when the metal wiring film made of aluminum was formed in the contact hole 17 thus formed was measured. As a result, the step coverage at this time was as shown in FIG. The average was about 15% on both sides, reflecting the angle θ3 (an angle smaller than the conventional θ1 and θ2) formed when a tangent line (dashed line) in contact with the insulating film above the opening was drawn from the center of the bottom. . At this time, the diameter of the contact hole is about 0.73 μm. And the taper 16
The upper diameter was approximately 1.79 μm.
【0023】また、コンタクトホールが密に存在する場
所(例えば、ホール中心間距離が3.0μmの場合)で
も、図5に示すようにテーパー16上部はつながらず、
従来のようなホトレジスト膜5が浮いてパターンずれ等
を引き起こすという問題は生じない。従って、本発明で
は、良好なテーパー形状が得られ、ステップカバレッジ
の改善が図れると共に、レジスト膜が浮いてパターンず
れという問題が生じないという結果が得られた。Further, even in a place where the contact holes are densely present (for example, when the distance between the hole centers is 3.0 μm), as shown in FIG.
The conventional problem that the photoresist film 5 floats and causes a pattern shift or the like does not occur. Therefore, in the present invention, a good taper shape was obtained, the step coverage was improved, and the result that the resist film did not float and the problem of pattern shift did not occur was obtained.
【0024】更に、コンタクトホール径がおよそ0.4
μmで、深さがおよそ0.7μmのコンタクトホールを
形成する場合においても、本発明を採用することで両側
の平均で12%のステップカバレッジを得た。更に、図
6は前述した本発明をフローティングゲートを有する不
揮発性半導体記憶装置に適用した実施の形態を説明する
ための断面図である。Further, the contact hole diameter is about 0.4
Even in the case of forming a contact hole having a depth of about 0.7 μm with a thickness of about μm, by employing the present invention, an average step coverage of 12% was obtained on both sides. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an embodiment in which the present invention is applied to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate.
【0025】図6において、P型のシリコン基板21の
表層にはソース領域22及びドレイン領域23が相互に
離隔して形成されている。また、ソース領域22の両側
の基板21上にはおよそ10nm乃至20nmの膜厚の
絶縁膜24を介しておよそ100nm乃至200nmの
膜厚の導電化されたポリシリコン膜から成るフローティ
ングゲート25が形成されている。また、前記ソース領
域22及びドレイン領域23の間の基板21上には、お
よそ30nm乃至40nmの膜厚の絶縁膜26を介して
およそ100nm乃至200nmの膜厚のポリシリコン
膜とおよそ100nm乃至200nmの膜厚のタングス
テンシリサイド(WSix)膜から成るコントロールゲ
ート27が形成されている。前記コントロールゲート2
7のソース領域22側の端部は、前記絶縁膜26を介し
てフローティングゲート25の上方に配置されている。In FIG. 6, a source region 22 and a drain region 23 are formed on a surface layer of a P-type silicon substrate 21 so as to be separated from each other. On the substrate 21 on both sides of the source region 22, a floating gate 25 made of a conductive polysilicon film having a thickness of about 100 nm to 200 nm is formed via an insulating film 24 having a thickness of about 10 nm to 20 nm. ing. On the substrate 21 between the source region 22 and the drain region 23, a polysilicon film having a thickness of about 100 to 200 nm and a polysilicon film having a thickness of about 100 to 200 nm are interposed via an insulating film 26 having a thickness of about 30 to 40 nm. A control gate 27 made of a tungsten silicide (WSix) film having a thickness is formed. The control gate 2
7 is disposed above the floating gate 25 with the insulating film 26 interposed therebetween.
【0026】尚、前記ソース領域22及びコントロール
ゲート27は、いずれも一方向(紙面に垂直な方向)に
延びており、ソース領域22の両側には複数のドレイン
領域23及び複数のコントロールゲート27が前記一方
向に沿って配列されている。そして、コントロールゲー
ト27は、不揮発性半導体記憶装置のワード線として作
用する。The source region 22 and the control gate 27 both extend in one direction (perpendicular to the plane of the drawing), and a plurality of drain regions 23 and a plurality of control gates 27 are provided on both sides of the source region 22. They are arranged along the one direction. Then, the control gate 27 functions as a word line of the nonvolatile semiconductor memory device.
【0027】前記シリコン基板21上には、これらのフ
ローティングゲート25及びコントロールゲート27を
被覆するようにおよそ200nmの膜厚のTEOS膜及
びおよそ400nmの膜厚のBPSG膜から成る層間絶
縁膜28が形成されており、該層間絶縁膜28に開口し
て形成されたコンタクトホール29を介して前記ドレイ
ン領域23にコンタクトして、当該不揮発性半導体記憶
装置のビット線として作用する配線膜を形成する。On the silicon substrate 21, an interlayer insulating film 28 made of a TEOS film having a thickness of about 200 nm and a BPSG film having a thickness of about 400 nm is formed so as to cover the floating gate 25 and the control gate 27. Then, the drain region 23 is contacted through a contact hole 29 formed in the interlayer insulating film 28 to form a wiring film serving as a bit line of the nonvolatile semiconductor memory device.
【0028】ここで、前述した配線膜が形成されるコン
タクトホール29は、図6に示すようにフローティング
ゲート25とコントロールゲート27が積層されて成る
不揮発性半導体記憶装置の高段差部に形成されるため、
深くなることが避けられず、このコンタクトホール29
内にアルミニウム等から成る配線膜を形成した場合に、
そのステップカバレッジが悪化することになる。従っ
て、このようなコンタクトホール29の形成工程におい
て、一実施の形態で説明したようにコンタクトホール2
9のテーパー30を形成するための等方性エッチング工
程をウェット処理及びドライ処理して良好なテーパー形
状を得ることで配線膜31のステップカバレッジを良好
にすることができる。Here, the contact hole 29 in which the above-described wiring film is formed is formed in a high step portion of the nonvolatile semiconductor memory device in which the floating gate 25 and the control gate 27 are stacked as shown in FIG. For,
It is inevitable that the contact hole 29 becomes deeper.
When a wiring film made of aluminum etc. is formed in
The step coverage will be worse. Therefore, in the step of forming the contact hole 29, as described in the embodiment, the contact hole 2 is formed.
The step coverage of the wiring film 31 can be improved by obtaining a good taper shape by performing a wet process and a dry process in the isotropic etching process for forming the 9 taper 30.
【0029】尚、本実施の形態では、フローティングゲ
ート25上の一部に絶縁膜26を介してコントロールゲ
ート27が積層されて成る、いわゆるスプリットゲート
型の不揮発性半導体記憶装置に適用した例を示したが、
フローティングゲート上の全面にコントロールゲートが
積層されて成る、いわゆるスタックドゲート型の不揮発
性記憶装置に適用しても良い。In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a so-called split gate type nonvolatile semiconductor memory device in which a control gate 27 is laminated on a part of a floating gate 25 with an insulating film 26 interposed therebetween. But
The present invention may be applied to a so-called stacked gate type nonvolatile memory device in which a control gate is stacked on the entire surface of a floating gate.
【0030】また、本発明では、コンタクトホールのテ
ーパーを形成するための等方性エッチング工程におい
て、先ずウェット処理した後にドライ処理するようにし
ているが、これに限らず、ドライ処理した後にウェット
処理することでも本発明の目的を達成できるものであ
る。更に、本発明では、絶縁膜としてTEOS膜及びB
PSG膜から成る二層膜を使用しているが、本発明は単
層膜や三層以上の多層膜に対しても適用できるものであ
る。Further, in the present invention, in the isotropic etching step for forming the taper of the contact hole, the wet processing is first performed and then the dry processing is performed. However, the present invention is not limited to this. By doing so, the object of the present invention can be achieved. Further, in the present invention, the TEOS film and the B
Although a two-layer film made of a PSG film is used, the present invention can be applied to a single-layer film or a multilayer film having three or more layers.
【0031】また、本発明はコンタクトホールのみでは
なく、ビアホール等の配線間をつなぐ場合にも適用可能
である。The present invention is applicable not only to contact holes but also to a case where wiring such as via holes is connected.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、コンタクトホールにテ
ーパーを形成する等方性エッチングをウェット処理とド
ライ処理とを組み合わせて行うことで、従来のウェット
処理あるいはドライ処理、単体による等方性エッチング
で得られるテーパーより良好なテーパーが得られる。特
に、コンタクトホールが密に存在する場所でも、テーパ
ー上部はつながらず、従来のようなホトレジスト膜が浮
いてパターンずれ等を引き起こすという問題は生じな
い。従って、本発明では、良好なテーパー形状が得られ
るため、ステップカバレッジの改善が図れる。According to the present invention, isotropic etching for forming a taper in a contact hole is performed by combining wet processing and dry processing, so that conventional wet processing or dry processing, and isotropic etching using a single substance are performed. And a better taper than that obtained by the above. In particular, even in a place where contact holes are densely formed, the upper portion of the taper is not connected, and there is no problem that the photoresist film floats to cause a pattern shift or the like as in the related art. Therefore, according to the present invention, a good taper shape can be obtained, so that step coverage can be improved.
【0033】また、本発明をフローティングゲートとコ
ントロールゲートとが積層されて成る不揮発性半導体記
憶装置のような高段差部を有する領域にコンタクトホー
ルを形成するものに適用すれば、良好なテーパー形状を
有するコンタクトホールが形成できるため、配線膜のス
テップカバレッジが良好になる。If the present invention is applied to a device having a contact hole formed in a region having a high step portion, such as a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate and a control gate stacked, a favorable tapered shape can be obtained. Since the contact hole having the contact hole can be formed, the step coverage of the wiring film is improved.
【図1】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を
示す第1の断面図である。FIG. 1 is a first sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
【図2】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を
示す第2の断面図である。FIG. 2 is a second sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図3】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を
示す第3の断面図である。FIG. 3 is a third sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図4】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法に
より形成したコンタクトホールの形状を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a shape of a contact hole formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図5】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法に
より形成したコンタクトホールの形状を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view showing a shape of a contact hole formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図6】本発明の他の実施の形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
【図7】従来の半導体装置の製造方法を示す第1の断面
図である。FIG. 7 is a first cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図8】従来の半導体装置の製造方法を示す第2の断面
図である。FIG. 8 is a second cross-sectional view showing the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図9】従来の半導体装置の製造方法を示す第3断面図
である。FIG. 9 is a third cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.
【図10】従来の他の半導体装置の製造方法を示す第1
の断面図である。FIG. 10 is a first diagram showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
FIG.
【図11】従来の他の半導体装置の製造方法を示す第2
の断面図である。FIG. 11 is a second view showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
FIG.
【図12】従来の半導体装置の製造方法により形成した
コンタクトホールの形状を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a shape of a contact hole formed by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図13】従来の半導体装置の製造方法の問題点を説明
するための断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view for describing a problem of a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図14】従来の他の半導体装置の製造方法の問題点を
説明するための断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for describing a problem of another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図15】従来の他の半導体装置の製造方法により形成
したコンタクトホールの形状を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a shape of a contact hole formed by another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/8247 H01L 29/78 371 29/788 29/792 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/8247 H01L 29/78 371 29/29/788 29/792
Claims (3)
ールを形成する工程を有する半導体装置の製造方法にお
いて、 前記絶縁膜上に所定の開口部を設けたホトレジスト膜を
形成する工程と、 前記ホトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜の膜厚の
途中までウェット処理及びドライ処理により等方性エッ
チングする工程と、 前記ホトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜の残りの
膜厚を異方性エッチングにより完全に除去する工程とを
含むことを特徴とした半導体装置の製造方法。1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a contact hole on an insulating film on a semiconductor substrate; forming a photoresist film having a predetermined opening on the insulating film; Using a film as a mask to perform isotropic etching by wet processing and dry processing halfway through the thickness of the insulating film, and completely removing the remaining film thickness of the insulating film by anisotropic etching using the photoresist film as a mask And a method of manufacturing a semiconductor device.
膜から成る積層膜であることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the insulating film includes a TEOS film and a BPSG film.
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is a stacked film composed of a film.
ートとが積層されて成る不揮発性半導体記憶装置のよう
な高段差部を有する領域にコンタクトホールを形成する
工程を有する半導体装置の製造方法において、 前記コンタクトホールの形成工程はウェット処理及びド
ライ処理により等方性エッチングする第1のエッチング
工程と異方性エッチングする第2のエッチング工程とか
ら成ることを特徴とした半導体装置の製造方法。3. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a contact hole in a region having a high step portion, such as a nonvolatile semiconductor memory device in which a floating gate and a control gate are stacked. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the forming step comprises a first etching step of performing isotropic etching by wet processing and a dry processing and a second etching step of performing anisotropic etching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9197564A JPH1140514A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9197564A JPH1140514A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1140514A true JPH1140514A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16376608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9197564A Pending JPH1140514A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1140514A (en) |
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