(57)【要約】【課題】ＬＯＣＯＳ法により形成された酸化シリコン膜上のポリシリコン膜に接続されるコンタクトホールを作製する際に、コンタクトホールがポリシリコン膜を突き抜けないようにする。【解決手段】熱酸化法を用いて基板７１上に酸化シリコン膜７４を形成するとき、各窒化シリコン膜１１は幅の狭い帯状であるため、その幅方向両端側から基板７１の表面へ酸素が供給されて膜７４が形成され、膜７４の膜厚Ｄａは膜厚Ｄｂに比べて薄くなる。ポリシリコン膜７６上のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈｃは、不純物領域７５上のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈａに比べて薄くなるが、膜厚Ｄａを十分に薄くすれば、各膜厚Ｈｃ，Ｈａの差を小さくできる。そのため、膜厚Ｄａを十分に薄くすれば、各コンタクトホール７８，７９を同時に形成するとき、ホール７８が領域７５と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、ホール７９の底面７９ａが膜７６を突き抜けるのを防止できる。【選択図】  図１
2006128344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、
前記第１酸化シリコン膜の表面上に、複数個の帯状または島状の窒化シリコン膜を形成する第２工程と、
前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、
前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、
前記第２酸化シリコン膜における前記窒化シリコン膜が除去された部分の表面上にポリシリコン膜を形成する第５工程と、
前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第６工程と、
前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第７工程と
を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記第２酸化シリコン膜は前記窒化シリコン膜に覆われた部分の下側にも形成され、
前記第２酸化シリコン膜の膜厚は、前記窒化シリコン膜に覆われていない部分に比べて、前記窒化シリコン膜に覆われた部分の方が薄くなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、
前記第１酸化シリコン膜の表面上に窒化シリコン膜を形成する第２工程と、
前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、
前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、
前記シリコン層における前記窒化シリコン膜が除去された部分の表面上にポリシリコン膜を形成する第５工程と、
前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第６工程と、
前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第７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３】
熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、
前記第１酸化シリコン膜の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をパターニングすることにより、窒化シリコン膜を形成する第２工程と、
前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、
前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、
前記第２酸化シリコン膜の表面を削り込んで凹部を形成する第５工程と、
前記凹部を覆うように前記第２酸化シリコン膜の表面上にポリシリコン膜を形成する第６工程と、
前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第７工程と、
前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第８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４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１コンタクトホールに充填されて前記シリコン層にコンタクトされる第１配線層と、前記第２コンタクトホールに充填されて前記ポリシリコン膜にコンタクトされる第２配線層とを同時に形成する工程を加えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に係り、詳しくは、ＬＯＣＯＳ法を用いて形成された素子分離用絶縁膜としての酸化シリコン膜を備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
深さの異なるコンタクトホールを同時に開孔する半導体装置のコンタクトホールの形成方法において、浅いコンタクトホールのコンタクトがとられる下地導電膜の部分に突起を形成し、深いコンタクトホールのエッチング速度に比して前記浅いコンタクトホールのエッチング速度を遅くして前記浅いコンタクトホールの下地導電膜を必要以上にエッチングしないようにする技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１６６９４０号公報（第２〜６頁  図１〜図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来より、シリコン基板上に形成された各種素子を電気的に分離・絶縁する素子分離用絶縁膜（フィールド絶縁膜）を形成するために、ＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）法が広く使用されている。
図７は、ＬＯＣＯＳ法を用いて形成された素子分離用絶縁膜を備えた従来の半導体装置７０の製造方法を説明するための概略縦断面図である。
【０００４】
工程１（図７（Ａ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の薄い酸化シリコン膜７２を形成する。
次に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い、酸化シリコン膜７２の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることにより窒化シリコン膜７３を形成し、単結晶シリコン基板７１におけるコンタクトホールの形成箇所を窒化シリコン膜７３が覆うようにする。
【０００５】
工程２（図７（Ｂ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を形成する。
このとき、窒化シリコン膜７３が酸化用マスクとして機能し、窒化シリコン膜７３に覆われた単結晶シリコン基板７１の表面上には酸化シリコン膜７４が形成されない。
【０００６】
そして、窒化シリコン膜７３に覆われていない単結晶シリコン基板７１の表面上のみに膜厚の厚い酸化シリコン膜７４が形成され、各酸化シリコン膜７２，７４は一体化される。
このように、窒化シリコン膜７３を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の厚い酸化シリコン膜７４を選択的に形成する方法がＬＯＣＯＳ法である。
【０００７】
工程３（図７（Ｃ））：窒化シリコン膜７３とその下側の酸化シリコン膜７２とをエッチング法を用いて除去し、単結晶シリコン基板７１の表面を露出させる。
次に、熱酸化法を用い、各膜７２，７３が除去されて露出した単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜（イオン注入用のスルー酸化膜）を形成した後に、イオン注入法を用い、当該スルー酸化膜を通して単結晶シリコン基板７１の表面に不純物イオンを注入し、その注入した不純物を単結晶シリコン基板７１中に熱拡散させて不純物領域（拡散層）７５を形成する。
【０００８】
続いて、ＣＶＤ法またはＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用い、デバイス表面にポリシリコン（多結晶シリコン）膜を形成し、そのポリシリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることによりポリシリコン膜７６を形成し、酸化シリコン膜７４の表面上にポリシリコン膜７６から成る導電層を形成する。
【０００９】
工程４（図７（Ｄ））：ＣＶＤ法を用い、デバイス表面に平坦なＢＰＳＧ（Boron-doped Phosphor-Silicate Glass）膜７７を形成する。
次に、フォトエッチング法を用い、ＢＰＳＧ膜７７に各コンタクトホール７８，７９を同時に形成する。
ここで、コンタクトホール７８は不純物領域７５に接続され、コンタクトホール７９はポリシリコン膜７６に接続される。
【００１０】
工程５（図７（Ｅ））：ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用い、ＢＰＳＧ膜７７の表面上に導電膜を形成し、その導電膜によって各コンタクトホール７８，７９を埋め込んだ後に、ＢＰＳＧ膜７７の表面上に形成された不要箇所の導電膜をフォトエッチング法を用いて除去することにより、その導電膜から成る各配線層８０，８１を同時に形成する。
ここで、配線層８０はコンタクトホール７８に充填されて不純物領域７５にコンタクトされ、配線層８１はコンタクトホール７８に充填されてポリシリコン膜７６にコンタクトされる。
【００１１】
その結果、単結晶シリコン基板７１、酸化シリコン膜７４、不純物領域７５、ポリシリコン膜７６、ＢＰＳＧ膜７７、各コンタクトホール７８，７９、各配線層８０，８１を備えた半導体装置７０が作製される。
ここで、膜厚の厚い酸化シリコン膜７４は、不純物領域７５と単結晶シリコン基板７１の表面上に形成された他の領域とを電気的に分離・絶縁する素子分離用絶縁膜として機能する。
ポリシリコン膜７６は、ＭＯＳトランジスタのゲート電極から延長された配線層や、抵抗素子などに使用される。
ＢＰＳＧ膜７７は、不純物領域７５およびポリシリコン膜７６の保護膜として機能すると共に、不純物領域７５およびポリシリコン膜７６と各配線層８０，８１との層間絶縁膜として機能する。
【００１２】
ところで、工程４（図７（Ｄ））において、ポリシリコン膜７６の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈｂは、酸化シリコン膜７４およびポリシリコン膜７６の膜厚分だけ、不純物領域７５の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈａに比べて薄くなっている。
そのため、フォトエッチング法を用いてＢＰＳＧ膜７７に各コンタクトホール７８，７９を同時に形成するとき、コンタクトホール７８が不純物領域７５と確実に接続されるようにエッチング条件を設定すると、コンタクトホール７９の底面７９ａがポリシリコン膜７６を突き抜けて酸化シリコン膜７４の内部にまで達してしまう。
【００１３】
すると、工程５（図７（Ｅ））において、各コンタクトホール７８，７９に導電膜を充填して各配線層８０，８１を同時に形成するとき、配線層８０の底面は不純物領域７５に対して当接するものの、配線層８１の底面８１ａはポリシリコン膜７６を突き抜けてしまう。
その結果、配線層８０は不純物領域７５に対して小さなコンタクト抵抗で確実にコンタクトされる。
【００１４】
しかし、配線層８１については、コンタクトホール７９に充填された配線層８１の外周の一部分のみがポリシリコン膜７６とコンタクトされるだけであるため、配線層８１とポリシリコン膜７６とのコンタクト抵抗が大きくなり確実なコンタクトが得られないという問題がある。
この問題を防止するには、各コンタクトホール７８，７９を別々に形成し、コンタクトホール７９だけを形成する工程にて、エッチング条件を適宜設定してその深さを最適化すればよいが、全体の工程数が増加するため製造コストが増大するという欠点がある。
【００１５】
そこで、特許文献１の技術を利用し、浅いコンタクトホール７９のコンタクトがとられる下地導電膜としてのポリシリコン膜７６に突起を形成し、深いコンタクトホール７８のエッチング速度に比してコンタクトホール７９のエッチング速度を遅くし、コンタクトホール７９のポリシリコン膜７６を必要以上にエッチングしないようにする方法が考えられる。
しかし、この方法では、ポリシリコン膜７６に突起を形成しなければならず、その突起の形成工程分だけ全体の工程数が増加するため製造コストが増大するという欠点がある。
【００１６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、素子分離用絶縁膜としての酸化シリコン膜の表面上に形成されたポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールと、シリコン層における前記酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールとを同時に形成する際に、第２コンタクトホールの底面がポリシリコン膜を突き抜けるのを防止することが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的には、第１コンタクトホールに充填された第１配線層とシリコン層とのコンタクトを良好にすると共に、第２コンタクトホールに充填された第２配線層とポリシリコン膜とのコンタクトを良好にすることが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、前記第１酸化シリコン膜の表面上に、複数個の帯状または島状の窒化シリコン膜を形成する第２工程と、前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、前記第２酸化シリコン膜における前記窒化シリコン膜が除去された部分の表面上にポリシリコン膜を形成する第５工程と、前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第６工程と、前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第７工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、前記第２酸化シリコン膜は前記窒化シリコン膜に覆われた部分の下側にも形成され、前記第２酸化シリコン膜の膜厚は、前記窒化シリコン膜に覆われていない部分に比べて、前記窒化シリコン膜に覆われた部分の方が薄くなることを技術的特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、前記第１酸化シリコン膜の表面上に窒化シリコン膜を形成する第２工程と、前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、前記シリコン層における前記窒化シリコン膜が除去された部分の表面上にポリシリコン膜を形成する第５工程と、前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第６工程と、前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第７工程とを備えたことを技術的特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、熱酸化法を用い、シリコン層の表面上に第１酸化シリコン膜を形成する第１工程と、前記第１酸化シリコン膜の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をパターニングすることにより、窒化シリコン膜を形成する第２工程と、前記窒化シリコン膜を酸化用マスクとする熱酸化法を用い、前記シリコン層の表面上に素子分離用絶縁膜としての第２酸化シリコン膜を選択的に形成する第３工程と、前記窒化シリコン膜を除去する第４工程と、前記第２酸化シリコン膜の表面を削り込んで凹部を形成する第５工程と、前記凹部を覆うように前記第２酸化シリコン膜の表面上にポリシリコン膜を形成する第６工程と、前記第５工程にて作製されたデバイス表面に層間絶縁膜を形成する第７工程と、前記シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面に接続される第１コンタクトホールと、前記ポリシリコン膜に接続される第２コンタクトホールとを同時に前記層間絶縁膜に形成する第８工程とを備えたことを技術的特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記第１コンタクトホールに充填されて前記シリコン層にコンタクトされる第１配線層と、前記第２コンタクトホールに充填されて前記ポリシリコン膜にコンタクトされる第２配線層とを同時に形成する工程を加えたことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
（請求項１：第１実施形態に該当）
請求項１の発明では、第３工程において、熱酸化法を用いてシリコン層の表面上に第２酸化シリコン膜を形成するとき、複数個の帯状または島状の窒化シリコン膜が酸化用マスクとして機能するが、各窒化シリコン膜は幅の狭い帯状または面積の小さな島状であるため、その幅方向両端側または周縁部からシリコン層の表面へ酸素が供給されて第２酸化シリコン膜が形成される。
【００２２】
つまり、シリコン層における各窒化シリコン膜に覆われた部分の表面上には、酸素の供給が阻害される。
それに対して、シリコン層における各窒化シリコン膜に覆われていない部分の表面上には、酸素が阻害されることなく十分に供給される。
そのため、各窒化シリコン膜に覆われた部分の下側にも第２酸化シリコン膜は形成され、第２酸化シリコン膜の膜厚は、各窒化シリコン膜に覆われていない部分に形成される膜厚に比べて、窒化シリコン膜に覆われた部分に形成される膜厚の方が薄くなる。
【００２３】
ここで、各窒化シリコン膜の幅を狭くするほど又は面積を小さくするほど、その幅方向両端側または周縁部からシリコン層の表面へ供給される酸素の量が増えるため、第２酸化シリコン膜の膜厚を厚くすることができる。
また、各窒化シリコン膜の間隔を広くするほど、各窒化シリコン膜の間隙部分からシリコン層の表面へ供給される酸素の量が増えるため、第２酸化シリコン膜の膜厚を厚くすることができる。
従って、各窒化シリコン膜の幅または面積および間隔を適宜調整することにより、第２酸化シリコン膜の膜厚を所望の膜厚に設定できる。
【００２４】
そして、第６工程において、ポリシリコン膜の上方の層間絶縁膜の膜厚は、第２酸化シリコン膜およびポリシリコン膜の膜厚分だけ、シリコン層における前記第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面の上方の層間絶縁膜の膜厚に比べて薄くなっている。
しかし、ポリシリコン膜の下方に位置する第２酸化シリコン膜の膜厚を十分に薄く設定しておけば、層間絶縁膜の前記膜厚の差を、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくできる。
【００２５】
そのため、ポリシリコン膜の下方に位置する第２酸化シリコン膜の膜厚を十分に薄く設定しておくことにより、層間絶縁膜に各コンタクトホールを同時に形成するとき、第１コンタクトホールがシリコン層と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、第２コンタクトホールの底面がポリシリコン膜を突き抜けるのを防止できる。
【００２６】
（請求項２：第２実施形態に該当）
請求項２の発明では  第３工程において、窒化シリコン膜に覆われたシリコン層の表面上には第２酸化シリコン膜が形成されない。
そして、第６工程において、ポリシリコン膜における第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の上方の層間絶縁膜の膜厚は、ポリシリコン膜の膜厚分だけ、シリコン層における第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面の上方の層間絶縁膜の膜厚に比べて薄くなっている。
【００２７】
しかし、層間絶縁膜の前記膜厚の差は、第２コンタクトホールの底面に対応するポリシリコン膜の下方に第２酸化シリコン膜が無いため、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくなっている。
そのため、層間絶縁膜に各コンタクトホールを同時に形成するとき、第１コンタクトホールがシリコン層と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、第２コンタクトホールの底面がポリシリコン膜を突き抜けるのを防止できる。
【００２８】
（請求項３：第３実施形態に該当）
請求項３の発明では、第５工程において第２酸化シリコン膜の表面上には凹部が形成され、第６工程においてポリシリコン膜は当該凹部を覆うように形成されている。
そして、第７工程において、ポリシリコン膜における凹部の上方の層間絶縁膜の膜厚は、第２酸化シリコン膜およびポリシリコン膜の膜厚分だけ、シリコン層における第２酸化シリコン膜が形成されていない部分の表面の上方の層間絶縁膜の膜厚に比べて薄くなっている。
【００２９】
しかし、第２酸化シリコン膜の凹部の深さを十分に深く設定しておけば、層間絶縁膜の前記膜厚の差を、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくできる。
そのため、第２酸化シリコン膜の凹部の深さを十分に深く設定しておくことにより、層間絶縁膜に各コンタクトホールを同時に形成するとき、第１コンタクトホールがシリコン層と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、第２コンタクトホールの底面がポリシリコン膜を突き抜けるのを防止できる。
【００３０】
（請求項４）
請求項４の発明によれば、請求項１〜３の発明の作用・効果により、各コンタクトホールに導電膜を充填して各配線層を同時に形成するとき、第１配線層の底面をシリコン層に対して当接させると共に、第２配線層の底面をポリシリコン膜の内部に留めておくことができる。
その結果、第１配線層はシリコン層に対して小さなコンタクト抵抗で確実にコンタクトされる。
加えて、第２コンタクトホールに充填された第２配線層の外周の一部分および底面がポリシリコン膜とコンタクトされるため、第２配線層とポリシリコン膜とのコンタクト抵抗が小さくなり確実なコンタクトが得られる。
【００３１】
（用語の説明）
尚、上述した［課題を解決するための手段］に記載した構成要素と、後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
【００３２】
「シリコン層」は、単結晶シリコン基板７１に該当する。
「第１酸化シリコン膜」は、酸化シリコン膜７２に該当する。
請求項１の「窒化シリコン膜」は、窒化シリコン膜１１に該当する。
請求項２の「窒化シリコン膜」は、窒化シリコン膜２１に該当する。
請求項３の「窒化シリコン膜」は、窒化シリコン膜７３に該当する。
「第２酸化シリコン膜」は、酸化シリコン膜７４に該当する。
「層間絶縁膜」は、ＢＰＳＧ膜７７に該当する。
【００３３】
「シリコン層における第２酸化シリコン膜が形成されていない部分」は、不純物領域７５に該当する。
「第１コンタクトホール」は、コンタクトホール７８に該当する。
「第２コンタクトホール」は、コンタクトホール７９に該当する。
「第１配線層」は、配線層８０に該当する。
「第２配線層」は、配線層８１に該当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、図７に示した従来技術と同一の構成部材については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
【００３５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体装置１０の製造方法を説明するための概略縦断面図である。
【００３６】
工程１（図１（Ａ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の薄い酸化シリコン膜７２を形成する。
次に、ＣＶＤ法を用い、酸化シリコン膜７２の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることにより窒化シリコン膜７３，１１を形成する。
ここで、窒化シリコン膜７３は、単結晶シリコン基板７１における不純物領域（拡散層）７５の形成箇所を覆うように形成する。
また、各窒化シリコン膜１１は、単結晶シリコン基板７１におけるコンタクトホール７９の底面７９ａに対応する箇所を覆うように形成する。
【００３７】
図２は、各窒化シリコン膜１１の一例を示す平面図である。
複数個（図示例では３個）の窒化シリコン膜１１は、幅および長さが一定の平行な帯状を成している。
【００３８】
工程２（図１（Ｂ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を形成する。
このとき、面積の大きな窒化シリコン膜７３が酸化用マスクとして機能し、窒化シリコン膜７３に覆われた単結晶シリコン基板７１の表面上には酸化シリコン膜７４が形成されない。
そして、単結晶シリコン基板７１における窒化シリコン膜７３，１１に覆われていない部分の表面上に膜厚の厚い酸化シリコン膜７４が形成され、各酸化シリコン膜７２，７４は一体化される。
【００３９】
また、各窒化シリコン膜１１も酸化用マスクとして機能するが、各窒化シリコン膜１１は幅の狭い帯状であるため、その幅方向両端側から単結晶シリコン基板７１の表面へ酸素が供給されて酸化シリコン膜７４が形成され、各酸化シリコン膜７２，７４は一体化される。
このように、窒化シリコン膜７３，１１を酸化用マスクする熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の厚い酸化シリコン膜７４を選択的に形成する方法がＬＯＣＯＳ法である。
【００４０】
工程３（図１（Ｃ））：窒化シリコン膜７３，１１とその下側の酸化シリコン膜７２とをエッチング法を用いて除去し、単結晶シリコン基板７１の表面を露出させる。
次に、熱酸化法を用い、各膜７２，７３，１１が除去されて露出した単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜（イオン注入用のスルー酸化膜）を形成した後に、イオン注入法を用い、当該スルー酸化膜を通して単結晶シリコン基板７１の表面に不純物イオンを注入し、その注入した不純物を単結晶シリコン基板７１中に熱拡散させて不純物領域（拡散層）７５を形成する。
【００４１】
続いて、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用い、デバイス表面にポリシリコン膜を形成し、そのポリシリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることにより、ポリシリコン膜７６から成る導電層を形成する。
ここで、ポリシリコン膜７６は、酸化シリコン膜７４における各窒化シリコン膜１１が除去された部分の表面上を覆うように形成する。
【００４２】
工程４（図１（Ｄ））：従来技術の工程４（図７（Ｄ））と同じである。
つまり、ＣＶＤ法を用い、デバイス表面にＢＰＳＧ膜７７を形成する。そして、不純物領域７５に接続されるコンタクトホール７８と、ポリシリコン膜７６に接続されるコンタクトホール７９とを同時にＢＰＳＧ膜７７に形成する。
【００４３】
工程５（図１（Ｅ））：従来技術の工程５（図７（Ｅ））と同じである。
つまり、コンタクトホール７８に充填されて不純物領域７５にコンタクトされる配線層８０と、コンタクトホール７８に充填されてポリシリコン膜７６にコンタクトされる配線層８１とを同時に形成する。
その結果、単結晶シリコン基板７１、酸化シリコン膜７４、不純物領域７５、ポリシリコン膜７６、ＢＰＳＧ膜７７、各コンタクトホール７８，７９、各配線層８０，８１を備えた第１実施形態の半導体装置１０が作製される。
【００４４】
［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
【００４５】
［１−１］
工程２（図１（Ｂ））において、熱酸化法を用いて単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を形成するとき、各窒化シリコン膜１１が酸化用マスクとして機能するが、各窒化シリコン膜１１は幅の狭い帯状であるため、その幅方向両端側から単結晶シリコン基板７１の表面へ酸素が供給されて酸化シリコン膜７４が形成される。
【００４６】
つまり、単結晶シリコン基板７１における各窒化シリコン膜１１に覆われた部分の表面上には、酸素の供給が阻害される。
それに対して、単結晶シリコン基板７１における窒化シリコン膜７３，１１に覆われていない部分の表面上には、酸素が阻害されることなく十分に供給される。
そのため、各窒化シリコン膜１１に覆われた部分の下側にも酸化シリコン膜７４は形成され、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａは、窒化シリコン膜７３，１１に覆われていない部分に形成される膜厚Ｄｂに比べて、窒化シリコン膜１１に覆われた部分に形成される膜厚Ｄａの方が薄くなる（Ｄｂ＞Ｄａ）。
【００４７】
ここで、図２に示す各窒化シリコン膜１１の幅Ｔａを狭くするほど、その幅方向両端側から単結晶シリコン基板７１の表面へ供給される酸素の量が増えるため、図１（Ｂ）に示す酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを厚くすることができる。
また、図２に示す各窒化シリコン膜１１の間隔Ｔｂを広くするほど、各窒化シリコン膜１１の間隙部分から単結晶シリコン基板７１の表面へ供給される酸素の量が増えるため、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを厚くすることができる。
【００４８】
従って、平行な帯状の各窒化シリコン膜１１の幅Ｔａおよび間隔Ｔｂを適宜調整することにより、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄｂに対する膜厚Ｄａを所望の膜厚に設定できる。
尚、各窒化シリコン膜１１は平行に配置しなくてもよい。
【００４９】
［１−２］
工程４（図１（Ｄ））において、ポリシリコン膜７６の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈｃは、酸化シリコン膜７４およびポリシリコン膜７６の膜厚分だけ、不純物領域７５の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈａに比べて薄くなっている。
しかし、前記［１−１］により、ポリシリコン膜７６の下方に位置する酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを、膜厚Ｄｂに比べて十分に薄く設定しておけば、ＢＰＳＧ膜７７の各膜厚Ｈｃ，Ｈａの差を、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくできる。
【００５０】
そのため、ポリシリコン膜７６の下方に位置する酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを十分に薄く設定しておくことにより、フォトエッチング法を用いてＢＰＳＧ膜７７に各コンタクトホール７８，７９を同時に形成するとき、コンタクトホール７８が不純物領域７５と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、コンタクトホール７９の底面７９ａがポリシリコン膜７６を突き抜けるのを防止できる。
【００５１】
［１−３］
前記［１−２］により、工程５（図１（Ｅ））において、各コンタクトホール７８，７９に導電膜を充填して各配線層８０，８１を同時に形成するとき、配線層８０の底面を不純物領域７５に対して当接させると共に、配線層８１の底面８１ａをポリシリコン膜７６の内部に留めておくことができる。
その結果、配線層８０は不純物領域７５に対して小さなコンタクト抵抗で確実にコンタクトされる。
加えて、コンタクトホール７９に充填された配線層８１の外周の一部分および底面８１ａがポリシリコン膜７６とコンタクトされるため、配線層８１とポリシリコン膜７６とのコンタクト抵抗が小さくなり確実なコンタクトが得られる。
【００５２】
［１−４］
第１実施形態によれば、前記［１−１］〜［１−３］のように、全体の工程数を増加させて製造コストを増大させることなく、配線層８０と不純物領域７５との良好なコンタクトを得ると共に、配線層８１とポリシリコン膜との良好なコンタクトを得ることができる。
【００５３】
［１−５］
酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを薄くし過ぎると、酸化シリコン膜７４の素子分離用絶縁膜としての機能が阻害されるおそれがある。
そこで、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａについては、前記［１−２］の作用・効果を十分に得られると同時に、酸化シリコン膜７４の素子分離用絶縁膜としての機能が阻害されないように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
ちなみに、コンタクトホール７９の形成箇所の酸化シリコン膜７４のみを薄い膜厚Ｄａにすればよく、コンタクトホール７９の形成箇所の単結晶シリコン基板７１における占有面積は、酸化シリコン膜７４の占有面積に比べれば僅かであるため、実際に素子分離用絶縁膜の機能が阻害されるおそれはほとんどない。
【００５４】
［１−６］
図３（Ａ）（Ｂ）は、各窒化シリコン膜１１の別例を示す平面図である。
複数個の窒化シリコン膜１１は、矩形島状を成してマトリクス状に配置されている。
この場合には、工程２（図１（Ｂ））において、熱酸化法を用いて単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を形成するとき、各窒化シリコン膜１１が酸化用マスクとして機能するが、各窒化シリコン膜１１は面積の小さな矩形島状であるため、その周縁部から単結晶シリコン基板７１の表面へ酸素が供給されて酸化シリコン膜７４が形成される。
【００５５】
そのため、矩形島状の各窒化シリコン膜１１の面積を小さくするほど、その周縁部から単結晶シリコン基板７１の表面へ供給される酸素の量が増えるため、図１（Ｂ）に示す酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを厚くすることができる。
また、図３（Ｂ）に示すように、各窒化シリコン膜１１の間隔を広くするほど、各窒化シリコン膜１１の間隙部分から単結晶シリコン基板７１の表面へ供給される酸素の量が増えるため、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを厚くすることができる。
【００５６】
従って、矩形島状の各窒化シリコン膜１１の面積および間隔を適宜調整することにより、酸化シリコン膜７４の膜厚Ｄａを所望の膜厚に設定できる。
尚、各窒化シリコン膜１１は、矩形に限らず、適宜な形状（例えば、円形など）にしてもよい。
【００５７】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の半導体装置２０の製造方法を説明するための概略縦断面図である。
【００５８】
工程１（図４（Ａ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の薄い酸化シリコン膜７２を形成する。
次に、ＣＶＤ法を用い、酸化シリコン膜７２の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることにより窒化シリコン膜７３，２１を形成する。
ここで、窒化シリコン膜２１は、単結晶シリコン基板７１におけるコンタクトホール７９の底面７９ａに対応する箇所を覆うように形成する。
【００５９】
工程２（図４（Ｂ））：熱酸化法を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を形成する。
このとき、各窒化シリコン膜７３，２１が酸化用マスクとして機能し、各窒化シリコン膜７３，２１に覆われた単結晶シリコン基板７１の表面上には酸化シリコン膜７４が形成されない。
そして、単結晶シリコン基板７１における各窒化シリコン膜７３，２１に覆われていない部分の表面上に膜厚の厚い酸化シリコン膜７４が形成され、各酸化シリコン膜７２，７４は一体化される。
つまり、各窒化シリコン膜７３，２１を酸化用マスクとする熱酸化法（ＬＯＣＯＳ法）を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を選択的に形成する。
【００６０】
工程３（図４（Ｃ））：窒化シリコン膜７３，２１とその下側の酸化シリコン膜７２とをエッチング法を用いて除去する。
次に、第１実施形態の工程３（図１（Ｃ））と同様に、不純物領域７５を形成すると共に、ポリシリコン膜７６を形成する。
ここで、ポリシリコン膜７６は、単結晶シリコン基板７１における窒化シリコン膜２１が除去された部分の表面上を覆うように形成する。
【００６１】
工程４（図４（Ｄ））：第１実施形態の工程４（図１（Ｄ））と同じである。
工程５（図４（Ｅ））：第１実施形態の工程５（図１（Ｅ））と同じである。
【００６２】
［第２実施形態の作用・効果］
第２実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
【００６３】
［２−１］
工程２（図４（Ｂ））において、各窒化シリコン膜７３，２１に覆われた単結晶シリコン基板７１の表面上には酸化シリコン膜７４が形成されない。
そして、工程４（図４（Ｄ））において、ポリシリコン膜７６における酸化シリコン膜７４が形成されていない部分の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈｄは、ポリシリコン膜７６の膜厚分だけ、不純物領域７５の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈａに比べて薄くなっている。
【００６４】
しかし、ＢＰＳＧ膜７７の各膜厚Ｈｄ，Ｈａの差は、コンタクトホール７９の底面７９ａに対応するポリシリコン膜７６の下方に酸化シリコン膜７４が無いため、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくなっている。
そのため、フォトエッチング法を用いてＢＰＳＧ膜７７に各コンタクトホール７８，７９を同時に形成するとき、コンタクトホール７８が不純物領域７５と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、コンタクトホール７９の底面７９ａがポリシリコン膜７６を突き抜けるのを防止できる。
【００６５】
［２−２］
第２実施形態によれば、前記［２−１］により、第１実施形態の前記［１−３］［１−４］と同様の作用・効果が得られる。
【００６６】
［２−３］
窒化シリコン膜２１の形成箇所の単結晶シリコン基板７１の表面は酸化シリコン膜７４から露出することになるため、その露出部分の面積が広くなり過ぎると、酸化シリコン膜７４の素子分離用絶縁膜としての機能が阻害されるおそれがある。
そこで、窒化シリコン膜２１の面積については、前記［２−１］の作用・効果を十分に得られると同時に、酸化シリコン膜７４の素子分離用絶縁膜としての機能が阻害されないように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
ちなみに、コンタクトホール７９の形成箇所における単結晶シリコン基板７１の表面のみを露出させればよく、コンタクトホール７９の形成箇所の単結晶シリコン基板７１における占有面積は、酸化シリコン膜７４の占有面積に比べれば僅かであるため、実際に素子分離用絶縁膜の機能が阻害されるおそれはほとんどない。
【００６７】
（第３実施形態）
図５および図７（Ａ）（Ｂ）は、第３実施形態の半導体装置３０の製造方法を説明するための概略縦断面図である。
【００６８】
工程１（図７（Ａ））：従来技術の工程１と同じである。
つまり、熱酸化法を用いて単結晶シリコン基板７１の表面上に膜厚の薄い酸化シリコン膜７２を形成し、ＣＶＤ法を用いて酸化シリコン膜７２の表面上に窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜をフォトエッチング法を用いてパターニングすることにより窒化シリコン膜７３を形成する。
【００６９】
工程２（図７（Ｂ））：従来技術の工程２と同じである。
つまり、窒化シリコン膜７３を酸化用マスクとする熱酸化法（ＬＯＣＯＳ法）を用い、単結晶シリコン基板７１の表面上に酸化シリコン膜７４を選択的に形成する。
【００７０】
工程３（図５（Ａ））：窒化シリコン膜７３，２１とその下側の酸化シリコン膜７２とをエッチング法を用いて除去する。
【００７１】
工程４（図５（Ｂ））：酸化シリコン膜７４の表面上におけるコンタクトホール７９の底面７９ａに対応する箇所をフォトエッチング法を用いて削り込み、当該箇所に凹部７４ａを形成する。
【００７２】
工程５（図５（Ｃ））：第１実施形態の工程３（図１（Ｃ））と同様に、不純物領域７５を形成すると共に、ポリシリコン膜７６を形成する。
ここで、ポリシリコン膜７６は、酸化シリコン膜７４の凹部７４ａを覆うように酸化シリコン膜７４の表面上に形成する。
【００７３】
工程６（図５（Ｄ））：第１実施形態の工程４（図１（Ｄ））と同じである。
工程７（図５（Ｅ））：第１実施形態の工程５（図１（Ｅ））と同じである。
【００７４】
［第３実施形態の作用・効果］
第３実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
【００７５】
［３−１］
工程４（図５（Ｂ））において酸化シリコン膜７４の表面上には凹部７４ａが形成され、工程５（図５（Ｃ））においてポリシリコン膜７６は凹部７４ａを覆うように形成されている。
そして、工程６（図５（Ｄ））において、ポリシリコン膜７６における凹部７４ａの上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈｅは、酸化シリコン膜７４およびポリシリコン膜７６の膜厚分だけ、不純物領域７５の上方のＢＰＳＧ膜７７の膜厚Ｈａに比べて薄くなっている。
【００７６】
しかし、酸化シリコン膜７４の凹部７４ａの深さを十分に深く設定しておけば、ＢＰＳＧ膜７７の各膜厚Ｈｅ，Ｈａの差を、図７（Ｄ）に示す従来技術における各膜厚Ｈｂ，Ｈａの差に比べて小さくできる。
そのため、酸化シリコン膜７４の凹部７４ａの深さを十分に深く設定しておくことにより、フォトエッチング法を用いてＢＰＳＧ膜７７に各コンタクトホール７８，７９を同時に形成するとき、コンタクトホール７８が不純物領域７５と確実に接続されるようにエッチング条件を設定しても、コンタクトホール７９の底面７９ａがポリシリコン膜７６を突き抜けるのを防止できる。
【００７７】
［３−２］
第３実施形態によれば、前記［３−１］により、第１実施形態の前記［１−３］と同様の作用・効果が得られる。
【００７８】
［３−３］
特許文献１には、深さの異なるコンタクトホールを同時に開孔する半導体装置のコンタクトホールの形成方法において、浅いコンタクトホールのコンタクトがとられる下地導電膜の部分に突起を形成し、深いコンタクトホールのエッチング速度に比して前記浅いコンタクトホールのエッチング速度を遅くして前記浅いコンタクトホールの下地導電膜を必要以上にエッチングしないようにし、下地導電膜の突起を下方に突出させることが記載されている。
【００７９】
ここで、特許文献１に記載の「下地導電膜」をポリシリコン膜７６とし、「下地導電膜の突起」を酸化シリコン膜７４の凹部７４ａ内に埋め込まれたポリシリコン膜７６とすれば、特許文献１の記載は本願発明の第３実施形態に該当するように思われる。
しかし、特許文献１には、ＬＯＣＯＳ法を用いて形成された素子分離用絶縁膜（酸化シリコン膜７４）上に下地導電膜（ポリシリコン膜７６）を形成することに関して、一切開示されておらず示唆すらもされていない。
従って、特許文献１に基づいて本願発明の第３実施形態を想到することは、例え当業者といえども困難であり、第３実施形態の前記［１−１］［１−２］の作用・効果を予測し得るものではない。
【００８０】
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の半導体装置４０の製造方法を説明するための概略縦断面図である。
【００８１】
工程１〜工程３（図６（Ａ）〜（Ｃ））：従来技術の工程１〜工程３（図７（Ａ）〜（Ｃ））と同じである。
【００８２】
工程４（図６（Ｄ））：ＣＶＤ法を用い、デバイス表面にＢＰＳＧ膜７７を形成する。そして、フォトエッチング法を用い、不純物領域７５に接続されるコンタクトホール７８と、ポリシリコン膜７６に接続されるコンタクトホール７９とを同時にＢＰＳＧ膜７７に形成する。
【００８３】
工程５（図６（Ｅ））：第１実施形態の工程５（図１（Ｅ））と同じである。
【００８４】
［第４実施形態の作用・効果］
第４実施形態では、工程４（図６（Ｄ））において各コンタクトホール７８，７９を同時に形成する際に、ＢＰＳＧ膜７７とポリシリコン膜７６との選択比が高いエッチング条件を設定することにより、コンタクトホール７８が不純物領域７５と確実に接続されると共に、コンタクトホール７９の底面７９ａがポリシリコン膜７６を突き抜けないようにする。
そのため、第４実施形態によれば、第１実施形態の前記［１−３］［１−４］と同様の作用・効果が得られる。
【００８５】
［別の実施形態］
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【００８６】
［１］ＢＰＳＧ膜７７は、ＣＶＤ法によって形成された各種絶縁膜（例えば、酸化シリコン，窒化シリコン，ＰＳＧ（Phosphor-Silicate Glass ），ＢＳＧ（Boron-Silicate Glass）など）、各種塗布絶縁膜（ＴＥＯＳ（Tetra EthOxy Silage）、ＳＯＧ（Spin coating On Glass ），ポリイミド，メチルシロキサン系ポリマーなど）など、どのような絶縁材料から成る絶縁膜に置き換えてもよい。
【００８７】
［２］配線層８０，８１を形成するための導電膜には、各種金属、シリサイド、ポリシリコンなど、どのような導電材料を用いてもよい。
【００８８】
［３］単結晶シリコン基板７１は、ＳＯＩ（Semiconductor On Insulator）基板の上に作成したポリシリコン層またはアモルファスシリコン層などに置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の半導体装置１０の製造方法を説明するための概略縦断面図。
【図２】第１実施形態の各窒化シリコン膜１１の一例を示す平面図。
【図３】第１実施形態の各窒化シリコン膜１１の別例を示す平面図。
【図４】本発明を具体化した第２実施形態の半導体装置２０の製造方法を説明するための概略縦断面図。
【図５】本発明を具体化した第３実施形態の半導体装置３０の製造方法を説明するための概略縦断面図。
【図６】本発明を具体化した第４実施形態の半導体装置４０の製造方法を説明するための概略縦断面図。
【図７】ＬＯＣＯＳ法を用いて形成された素子分離用絶縁膜を備えた従来の半導体装置７０の製造方法を説明するための概略縦断面図。
【符号の説明】
【００９０】
７１…単結晶シリコン基板
７２…第１酸化シリコン膜
７３，１１，２１…窒化シリコン膜
７４…第２酸化シリコン膜
７４ａ…第２酸化シリコン膜の凹部
７５…不純物領域
７６…ポリシリコン膜
７７…ＢＰＳＧ膜
７８…第１コンタクトホール
７９…第２コンタクトホール
７９ａ…第２コンタクトホールの底面
８０…第１配線層
８１…第２配線層
８１ａ…第２配線層の底面
【図１】
2006128344.tif 000003
【図２】
2006128344.tif 000004
【図３】
2006128344.tif 000005
【図４】
2006128344.tif 000006
【図５】
2006128344.tif 000007
【図６】
2006128344.tif 000008
【図７】
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