JP2000077524A - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

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JP2000077524A
JP2000077524A JP10249998A JP24999898A JP2000077524A JP 2000077524 A JP2000077524 A JP 2000077524A JP 10249998 A JP10249998 A JP 10249998A JP 24999898 A JP24999898 A JP 24999898A JP 2000077524 A JP2000077524 A JP 2000077524A
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JP
Japan
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contact hole
pattern
insulating film
interlayer insulating
film
Prior art date
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JP10249998A
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Kenji Yonetani
謙治 米谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern formation method, wherein a pattern interval is shortened while maintaining a contact hole to a minimum pattern size. SOLUTION: This method comprises a process where a second inter-layer insulating film 6 which is thinner than a first inter-layer insulating film 1 is deposited on the first inter-layer insulating film 1, a process where a second resist film 7 thinner than the first resist film 3 is formed on the second inter- layer insulating film 6, while a contact hole pattern 7a is formed using a mask wherein a pattern size is reduced with the same pattern arrangement as when a contact hole pattern 3a of the first resist film 3 is formed, a process where a second contact hole 8 is formed at the second inter-layer insulating film 6 by a dry-etching with the second resist film 7 as a mask, and a process where a conductive material 9 is filled in the second contact hole 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造プ
ロセスで必要となるパターン形成方法に係り、特には、
コンタクトホールが形成された層間絶縁膜上に別の層間
絶縁膜を堆積し、この別の層間絶縁膜にもコンタクトホ
ールを形成する際に採用されるパターン形成方法に関す
る。なお、ここでのコンタクトホールにはいわゆる配線
溝も含まれており、狭義のコンタクトホールには限定さ
れないことになっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method required in a semiconductor device manufacturing process.
The present invention relates to a pattern forming method used when another interlayer insulating film is deposited on an interlayer insulating film in which a contact hole is formed, and a contact hole is formed also in the another interlayer insulating film. The contact holes here include so-called wiring grooves, and are not limited to contact holes in a narrow sense.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体装置における多層配線
構造を実現するに際しては、図4で示す工程断面図を参
照しながら以下に説明するようなパターン形成方法が採
用されている。すなわち、この際においては、膜厚が5
00nm程度とされた層間絶縁膜であるシリコン酸化膜
21をCVD法によって半導体基板22上に堆積し、か
つ、シリコン酸化膜21上に回転塗布でもって膜厚が7
00nm程度とされたレジスト膜23を成膜した後、リ
ソグラフィー技術を採用したうえでレジスト膜23に対
してコンタクトホールパターン23aを形成することが
まずもって実行される(図4(a)参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to realize a multilayer wiring structure in a semiconductor device, a pattern forming method described below with reference to a process sectional view shown in FIG. That is, in this case, the film thickness is 5
A silicon oxide film 21, which is an interlayer insulating film having a thickness of about 00 nm, is deposited on the semiconductor substrate 22 by a CVD method, and is spin-coated on the silicon oxide film 21 to a thickness of 7 nm.
After a resist film 23 having a thickness of about 00 nm is formed, a contact hole pattern 23a is formed in the resist film 23 by employing a lithography technique (see FIG. 4A).

【0003】引き続き、コンタクトホールパターン23
aが形成されたレジスト膜23をマスクとしたドライエ
ッチングでもってシリコン酸化膜21に対してコンタク
トホール24を形成し、かつ、レジスト膜23を灰化し
て除去した後、シリコン酸化膜21のコンタクトホール
24に対し、Cuなどの導電体材料25を埋め込むこと
が実行される(図4(b)参照)。なお、導電体材料2
5の埋め込み時には、例えば、シリコン酸化膜21上に
CVD法でもってCu膜を成膜し、かつ、CMP(Che
mical Mechanical Polishing)法を採用してコンタ
クトホール24内にのみCuを残存させながらCu膜を
除去することが実行される。
Subsequently, contact hole patterns 23
A contact hole 24 is formed in the silicon oxide film 21 by dry etching using the resist film 23 on which a is formed as a mask, and the resist film 23 is ashed and removed. Embedding a conductive material 25 such as Cu into 24 is performed (see FIG. 4B). The conductor material 2
At the time of embedding 5, for example, a Cu film is formed on the silicon oxide film 21 by the CVD method, and the CMP (Che) is formed.
The removal of the Cu film is performed while leaving Cu only in the contact hole 24 by employing a mechanical mechanical polishing method.

【0004】つぎに、膜厚が400nm程度とされた層
間絶縁膜であるシリコン酸化膜26をCVD法によって
シリコン酸化膜21上に堆積し、かつ、シリコン酸化膜
26上に回転塗布でもって膜厚が600nm程度とされ
たレジスト膜27を形成した後、このレジスト膜27に
対してコンタクトホールパターン27aをリソグラフィ
ー技術によって形成することが実行される(図4(c)
参照)。さらに、コンタクトホールパターン27aが形
成されたレジスト膜27をマスクとしたドライエッチン
グでもってシリコン酸化膜26にコンタクトホール28
を形成し、レジスト膜27を灰化して除去した後、シリ
コン酸化膜26のコンタクトホール28に対し、Cuな
どの導電体材料29を埋め込むと、多層配線構造が実現
されたことになる(図4(d)参照)。
Next, a silicon oxide film 26, which is an interlayer insulating film having a thickness of about 400 nm, is deposited on the silicon oxide film 21 by the CVD method, and is spin-coated on the silicon oxide film 26 to form a film. After a resist film 27 having a thickness of about 600 nm is formed, a contact hole pattern 27a is formed in the resist film 27 by lithography (FIG. 4C).
reference). Further, the contact hole 28 is formed in the silicon oxide film 26 by dry etching using the resist film 27 in which the contact hole pattern 27a is formed as a mask.
After the resist film 27 is ashed and removed, a conductive material 29 such as Cu is buried in the contact hole 28 of the silicon oxide film 26, thereby realizing a multilayer wiring structure (FIG. 4). (D)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のパタ
ーン形成方法では、コンタクトホールパターンが形成さ
れたレジスト膜をマスクとしたドライエッチングでもっ
て層間絶縁膜であるシリコン酸化膜に対してコンタクト
ホールを形成することが実行されるが、この際において
は、シリコン酸化膜のエッチング量に見合った膜厚をレ
ジスト膜が有している必要がある。すなわち、層間絶縁
膜の膜厚が薄ければレジスト膜の膜厚も薄くなり、ま
た、層間絶縁膜の膜厚が厚ければレジスト膜の膜厚も厚
くなるので、半導体ウェハ上の全面にわたって良好なレ
ジストパターンを形成するためには、コンタクトホール
が形成される層間絶縁膜の膜厚によって十分な焦点深度
を確保することが重要となる。なお、十分な焦点深度を
確保できるコンタクトホールの最小のパターンサイズ
(径寸法)はレジストパターンの膜厚に対応して異なっ
ていることになり、レジストパターンの膜厚が薄いほど
パターンサイズは小さいことになる(解像性)。
In a conventional pattern forming method, a contact hole is formed in a silicon oxide film as an interlayer insulating film by dry etching using a resist film on which a contact hole pattern is formed as a mask. In this case, the resist film needs to have a thickness corresponding to the etching amount of the silicon oxide film. That is, if the thickness of the interlayer insulating film is small, the thickness of the resist film is small, and if the thickness of the interlayer insulating film is large, the thickness of the resist film is large. In order to form a proper resist pattern, it is important to secure a sufficient depth of focus by the thickness of the interlayer insulating film in which the contact hole is formed. The minimum pattern size (diameter) of the contact hole that can secure a sufficient depth of focus is different depending on the thickness of the resist pattern. The smaller the resist pattern thickness, the smaller the pattern size. (Resolution).

【0006】一方、この際における下層及び上層それぞ
れのパターン同士、つまり、下側に位置しているコンタ
クトホールと上側に位置するコンタクトホールとを重ね
合わせる場合にあっては、重ね合わせ時の位置ずれやパ
ターンサイズのばらつきを考慮したうえでの重ね合わせ
マージンを設定する必要があり、パターン間隔、つま
り、1つの層間絶縁膜に形成されて互いに隣接し合うコ
ンタクトホール同士間の間隔であるパターン間隔を縮小
するためには、例えば、下側に位置するコンタクトホー
ルのパターンサイズを小さくすればよいことになる。し
かしながら、実際には、形成可能なコンタクトホールの
パターンサイズに限界があることから、パターン間隔も
制限されるのが現状であることになっていた。
On the other hand, when the patterns of the lower layer and the upper layer are overlapped with each other, that is, the contact hole located on the lower side and the contact hole located on the upper side are misaligned at the time of overlapping. It is necessary to set the overlay margin in consideration of the variation in the pattern size and the pattern interval, that is, the pattern interval, which is the interval between the contact holes formed in one interlayer insulating film and adjacent to each other. In order to reduce the size, for example, the pattern size of the lower contact hole may be reduced. However, in practice, the pattern size of the contact holes that can be formed is limited, so that the pattern spacing is also limited at present.

【0007】本発明はこれらの不都合に鑑みて創案され
たものであり、コンタクトホールを最小のパターンサイ
ズとしながらパターン間隔を縮小することが可能なパタ
ーン形成方法の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of these disadvantages, and an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of reducing a pattern interval while making a contact hole a minimum pattern size.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
パターン形成方法は、半導体基板上に第1の層間絶縁膜
を堆積する工程と、第1の層間絶縁膜上に第1のレジス
ト膜を成膜してコンタクトホールパターンを形成する工
程と、第1のレジスト膜をマスクとしたドライエッチン
グによって第1の層間絶縁膜に第1のコンタクトホール
を形成する工程と、第1のコンタクトホールに導電性材
料を埋め込む工程と、第1の層間絶縁膜よりも膜厚の薄
い第2の層間絶縁膜を第1の層間絶縁膜上に堆積する工
程と、第1のレジスト膜よりも膜厚の薄い第2のレジス
ト膜を第2の層間絶縁膜上に成膜し、かつ、第1のレジ
スト膜のコンタクトホールパターン形成時と同一のパタ
ーン配置でパターンサイズが縮小されたマスクを用いて
コンタクトホールパターンを形成する工程と、第2のレ
ジスト膜をマスクとしたドライエッチングによって第2
の層間絶縁膜に第2のコンタクトホールを形成する工程
と、第2のコンタクトホールに導電性材料を埋め込む工
程と、第2の層間絶縁膜上に第3の層間絶縁膜を堆積す
る工程と、第3の層間絶縁膜上に第3のレジスト膜を成
膜してコンタクトホールパターンを形成する工程と、第
3のレジスト膜をマスクとしたドライエッチングによっ
て第3の層間絶縁膜に第3のコンタクトホールを形成す
る工程と、第3のコンタクトホールに導電性材料を埋め
込む工程とを含んでいることを特徴としている。そし
て、本発明の請求項2に係るパターン形成方法は請求項
1に記載した方法であり、第2のレジスト膜のコンタク
トホールパターンを形成する際には、第1のレジスト膜
のコンタクトホールパターン形成時に用いたマスクを使
用し、露光量を減少させることによってパターンサイズ
を縮小していることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method comprising: depositing a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate; and forming a first resist on the first interlayer insulating film. A step of forming a contact hole pattern by forming a film, a step of forming a first contact hole in the first interlayer insulating film by dry etching using the first resist film as a mask, and a step of forming the first contact hole Burying a conductive material in the first interlayer insulating film, depositing a second interlayer insulating film thinner than the first interlayer insulating film on the first interlayer insulating film, A second resist film having a small thickness is formed on the second interlayer insulating film, and the contact is formed using a mask having the same pattern arrangement and reduced pattern size as when forming the contact hole pattern of the first resist film. hole Forming a turn, first by dry etching using the second resist film as a mask 2
Forming a second contact hole in the second interlayer insulating film, embedding a conductive material in the second contact hole, and depositing a third interlayer insulating film on the second interlayer insulating film; A step of forming a third resist film on the third interlayer insulating film to form a contact hole pattern; and a step of forming a third contact on the third interlayer insulating film by dry etching using the third resist film as a mask. The method is characterized by including a step of forming a hole and a step of embedding a conductive material in the third contact hole. The pattern forming method according to a second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, and when forming a contact hole pattern in the second resist film, forming a contact hole pattern in the first resist film. It is characterized in that the pattern size is reduced by using a mask that is sometimes used and reducing the exposure amount.

【0009】上記方法によれば、第1の層間絶縁膜より
も膜厚の薄い第2の層間絶縁膜を第1の層間絶縁膜上に
堆積し、第1のレジストパターンと同一のパターン配置
でパターンサイズが縮小された第2のレジストパターン
を第2の層間絶縁膜上に形成した後、第2のレジストパ
ターンをマスクとしたドライエッチングによって第2の
層間絶縁膜に第2のコンタクトホールを形成しているの
で、第2の層間絶縁膜に対しては、第1の層間絶縁膜に
形成された第1のコンタクトホールよりもパターンサイ
ズの小さい第2のコンタクトホールが形成される。そし
て、この際においては、第2のコンタクトホールのパタ
ーンサイズが小さくなった分だけ重ね合わせマージンが
増加するため、1つの層間絶縁膜に形成されて隣接し合
うコンタクトホール同士間の間隔であるパターン間隔が
縮小されていることになる。
According to the above method, a second interlayer insulating film having a thickness smaller than that of the first interlayer insulating film is deposited on the first interlayer insulating film, and has the same pattern arrangement as the first resist pattern. After forming a second resist pattern having a reduced pattern size on the second interlayer insulating film, a second contact hole is formed in the second interlayer insulating film by dry etching using the second resist pattern as a mask. Therefore, a second contact hole having a smaller pattern size than the first contact hole formed in the first interlayer insulating film is formed in the second interlayer insulating film. In this case, since the overlay margin is increased by the reduction in the pattern size of the second contact hole, the pattern formed on one interlayer insulating film and having the interval between the adjacent contact holes is formed. The interval has been reduced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本実施の形態に係るパター
ン形成方法の前段過程を示す工程断面図、図2はその後
段過程を示す工程断面図であり、図3はパターンの形成
状態を模式化して示す説明図である。すなわち、本実施
の形態に係るパターン形成方法は半導体装置における多
層配線構造を実現する際に採用される方法であり、本実
施の形態に係るパターン形成方法は、図1ないし図3を
参照しながら以下に説明するような方法であることにな
っている。この方法にあっては、膜厚が500nm程度
とされた第1の層間絶縁膜であるシリコン酸化膜1をC
VD法によって半導体基板2上に堆積し、かつ、シリコ
ン酸化膜1上に回転塗布でもって膜厚が700nm〜1
μm程度とされた第1のレジスト膜3を成膜した後、リ
ソグラフィー技術を利用したうえでレジスト膜3に対し
てコンタクトホールパターン3aを形成することがまず
もって実行される(図1(a)参照)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process sectional view showing a former step of a pattern forming method according to the present embodiment, FIG. 2 is a process sectional view showing a subsequent step, and FIG. It is explanatory drawing which is shown schematically. That is, the pattern forming method according to the present embodiment is a method adopted when realizing a multilayer wiring structure in a semiconductor device, and the pattern forming method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The method is to be described below. In this method, a silicon oxide film 1 as a first interlayer insulating film having a thickness of about 500 nm is
The film is deposited on the semiconductor substrate 2 by the VD method, and is spin-coated on the silicon oxide film 1 to have a thickness of 700 nm to 1 nm.
After the first resist film 3 having a thickness of about μm is formed, a contact hole pattern 3a is first formed in the resist film 3 using lithography technology (FIG. 1A). reference).

【0011】つぎに、コンタクトホールパターン3aが
形成された第1のレジスト膜3をマスクとしたドライエ
ッチングでもってシリコン酸化膜1に対して第1のコン
タクトホール4を形成し、かつ、レジスト膜3を灰化し
て除去した後、シリコン酸化膜1のコンタクトホール4
に対し、Cuなどの導電体材料5を埋め込むことが実行
される(図1(b)参照)。なお、導電体材料5の埋め
込み時には、例えば、シリコン酸化膜1上にCVD法で
もってCu膜を成膜したうえ、CMP法を採用してコン
タクトホール4内にのみCuを残存させながらCu膜を
除去することが実行される。ところで、この際における
導電体材料5がCuに限定されることはなく、アルミニ
ウムやタングステン、あるいは、多結晶シリコンなどで
あってもよいことは勿論である。
Next, a first contact hole 4 is formed in the silicon oxide film 1 by dry etching using the first resist film 3 having the contact hole pattern 3a formed thereon as a mask. Is removed by ashing, and then the contact holes 4 in the silicon oxide film 1 are removed.
, A conductive material 5 such as Cu is embedded (see FIG. 1B). At the time of burying the conductor material 5, for example, a Cu film is formed on the silicon oxide film 1 by the CVD method, and the Cu film is formed while employing the CMP method while leaving Cu only in the contact hole 4. Removal is performed. By the way, the conductor material 5 at this time is not limited to Cu, but may be aluminum, tungsten, or polycrystalline silicon.

【0012】引き続き、膜厚が100nm程度とシリコ
ン酸化膜1よりも薄い、例えば、シリコン酸化膜1の4
分の1程度の膜厚とされた第2の層間絶縁膜であるとこ
ろのシリコン酸化膜6をCVD法によってシリコン酸化
膜1上に堆積し、かつ、シリコン酸化膜1上に回転塗布
でもって膜厚が150nm程度とされた第2のレジスト
膜7、つまり、第1のレジスト膜3よりも膜厚の薄いレ
ジスト膜7を形成した後、このレジスト膜7に対してコ
ンタクトホールパターン7aをリソグラフィー技術によ
って形成することが実行される(図1(c)参照)。と
ころで、これらのコンタクトホールパターン7aを第2
のレジスト膜7に形成するに際しては、第1のレジスト
膜3におけるコンタクトホールパターン3aの形成時と
同一のパターン配置で、かつ、パターンサイズが縮小さ
れたマスクを用いることが行われる。すなわち、この
際、具体的には、第1のレジスト膜3のコンタクトホー
ルパターン3aを形成するのに用いたマスクをそのまま
使用したうえ、露光量を減少させることによってパター
ンサイズを縮小することが実行される。
Subsequently, the thickness of the silicon oxide film 1 is about 100 nm, which is smaller than that of the silicon oxide
A silicon oxide film 6, which is a second interlayer insulating film having a thickness of about 1/100, is deposited on the silicon oxide film 1 by the CVD method, and is spin-coated on the silicon oxide film 1 to form a film. After forming a second resist film 7 having a thickness of about 150 nm, that is, a resist film 7 thinner than the first resist film 3, a contact hole pattern 7a is formed on the resist film 7 by a lithography technique. Is formed (see FIG. 1C). By the way, these contact hole patterns 7a are
In the formation of the resist film 7, a mask having the same pattern arrangement as that when the contact hole pattern 3 a is formed in the first resist film 3 and having a reduced pattern size is used. That is, at this time, specifically, the mask used to form the contact hole pattern 3a of the first resist film 3 is used as it is, and the pattern size is reduced by reducing the exposure amount. Is done.

【0013】さらに、コンタクトホールパターン7aが
形成されたレジスト膜7をマスクとしたドライエッチン
グでもってシリコン酸化膜6に対してコンタクトホール
8を形成し、かつ、レジスト膜7を灰化して除去した
後、シリコン酸化膜6のコンタクトホール8に対し、C
uなどの導電体材料9を埋め込むことが実行される(図
2(a)参照)。なお、導電体材料9はCuに限定され
ず、アルミニウムやタングステンなどであってよい。そ
して、引き続いては、膜厚が400nm程度とされた第
3の層間絶縁膜であるシリコン酸化膜10をCVD法に
よってシリコン酸化膜6上に堆積し、かつ、シリコン酸
化膜10上に回転塗布でもって膜厚が600nm程度と
された第3のレジスト膜11を成膜した後、リソグラフ
ィー技術を採用したうえでレジスト膜11に対してコン
タクトホールパターン11aを形成することが実行され
る(図2(b)参照)。
Further, a contact hole 8 is formed in the silicon oxide film 6 by dry etching using the resist film 7 on which the contact hole pattern 7a is formed as a mask, and the resist film 7 is removed by ashing. , The contact hole 8 of the silicon oxide film 6
Embedding a conductive material 9 such as u is performed (see FIG. 2A). The conductor material 9 is not limited to Cu, but may be aluminum, tungsten, or the like. Then, subsequently, a silicon oxide film 10 as a third interlayer insulating film having a thickness of about 400 nm is deposited on the silicon oxide film 6 by a CVD method, and is spin-coated on the silicon oxide film 10 by spin coating. After the third resist film 11 having a thickness of about 600 nm is formed, a contact hole pattern 11a is formed in the resist film 11 by employing lithography (FIG. 2 ( b)).

【0014】その後、コンタクトホールパターン11a
が形成されたレジスト膜11をマスクとしたドライエッ
チングでもってシリコン酸化膜10に対して第3のコン
タクトホール12を形成したうえ、レジスト膜11を灰
化して除去することが実行される。さらに、引き続き、
シリコン酸化膜10に対して形成されたコンタクトホー
ル12のそれぞれにCuなどのような導電体材料13を
埋め込むと、多層配線構造が実現されたことになる(図
2(c)参照)。なお、この際における導電体材料13
がCuに限定されることはなく、アルミニウムやタング
ステン、あるいはまた、多結晶シリコンなどであっても
よいことは勿論である。
Thereafter, the contact hole pattern 11a
The third contact hole 12 is formed in the silicon oxide film 10 by dry etching using the resist film 11 on which the resist film 11 is formed as a mask, and the resist film 11 is ashed and removed. In addition,
When a conductive material 13 such as Cu is buried in each of the contact holes 12 formed in the silicon oxide film 10, a multilayer wiring structure is realized (see FIG. 2C). In this case, the conductor material 13
Is not limited to Cu, but may be aluminum, tungsten, or polycrystalline silicon.

【0015】以上説明したように、本実施の形態に係る
パターン形成方法では、第1のシリコン酸化膜1と第3
のシリコン酸化膜10との間に膜厚の薄い第2のシリコ
ン酸化膜6を堆積し、かつ、シリコン酸化膜1及びシリ
コン酸化膜10に形成されたコンタクトホール4,12
よりもパターンサイズの縮小化されたコンタクトホール
8をシリコン酸化膜6に形成することが行われており、
このようなパターン形成方法を採用した際には、以下の
ような利点が確保される。すなわち、実際のパターン形
成時には、第1及び第2のシリコン酸化膜1,6に形成
されたコンタクトホール4,8と、第3のシリコン酸化
膜10に形成されたコンタクトホール12(図3では、
コンタクトホール12が配線溝であるとしている)との
重ね合わせ時の位置ずれや、これらコンタクトホール
4,8,12におけるパターンサイズのばらつきなどが
発生することがある。
As described above, in the pattern forming method according to the present embodiment, the first silicon oxide film 1 and the third
A second silicon oxide film 6 having a small thickness is deposited between the silicon oxide film 10 and the contact holes 4 and 12 formed in the silicon oxide film 1 and the silicon oxide film 10.
A contact hole 8 having a smaller pattern size than that of the silicon oxide film 6 is formed.
When such a pattern forming method is adopted, the following advantages are secured. That is, at the time of actual pattern formation, the contact holes 4 and 8 formed in the first and second silicon oxide films 1 and 6 and the contact hole 12 formed in the third silicon oxide film 10 (in FIG.
(It is assumed that the contact hole 12 is a wiring groove.) When the pattern is overlapped with the contact hole 4, 8, and 12, variations in pattern size may occur.

【0016】そして、重ね合わせ時の位置ずれが発生し
た場合には、図3(a)で示すようなパターン形成状
態、つまり、パターンの良好な形成状態を得ようとして
いるにも拘わらず、パターンの形成状態が図3(b)で
示すように不良となってしまうため、シリコン酸化膜1
に形成されて隣接し合うコンタクトホール4の双方に対
してシリコン酸化膜10に形成されたコンタクトホール
(図では、配線溝としている)12が重なり合うことと
なる結果、導電体材料13を介して導電体材料5同士が
短絡してしまう。ところが、本実施の形態で説明したよ
うに、シリコン酸化膜1とシリコン酸化膜10との間に
シリコン酸化膜6を堆積し、かつ、このシリコン酸化膜
6に対してパターンサイズの縮小されたコンタクトホー
ル8を形成しておけば、重ね合わせ時の位置ずれが発生
しても、隣接し合ったコンタクトホール8の双方に対し
てコンタクトホール(配線溝)12が重なり合うことは
起こらず、導電体材料13を介して導電体材料9同士が
短絡することは起こり得ないことになる。
If a displacement occurs during the superposition, the pattern is formed in a state as shown in FIG. 3B becomes defective as shown in FIG. 3B, the silicon oxide film 1
The contact holes (in the drawing, they are wiring grooves) 12 formed in the silicon oxide film 10 overlap both of the contact holes 4 formed adjacent to each other. The body materials 5 are short-circuited. However, as described in the present embodiment, the silicon oxide film 6 is deposited between the silicon oxide film 1 and the silicon oxide film 10, and the contact size of the silicon oxide film 6 is reduced. If the holes 8 are formed, the contact holes (wiring grooves) 12 do not overlap with both of the adjacent contact holes 8 even if a positional shift occurs during superposition, and the conductive material Short-circuiting between the conductor materials 9 via 13 cannot occur.

【0017】なお、本実施の形態に係るパターン形成方
法では、シリコン酸化膜1,6,10に対して形成され
るのがコンタクトホール4,8,12であるとしている
が、ここでのコンタクトホールにはいわゆる配線溝も含
まれることになり、図3で例示しているように、コンタ
クトホール4,8,12のいずれか、あるいは、これら
のすべてがともに配線溝であってもよいことは勿論であ
る。
In the pattern forming method according to the present embodiment, it is assumed that the contact holes 4, 8, and 12 are formed with respect to the silicon oxide films 1, 6, and 10. Includes a so-called wiring groove, and as shown in FIG. 3, any of the contact holes 4, 8, and 12 or all of them may be wiring grooves. It is.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るパタ
ーン形成方法では、第1の層間絶縁膜よりも膜厚の薄い
第2の層間絶縁膜を第1の層間絶縁膜上に堆積し、第1
のレジストパターンと同一のパターン配置でパターンサ
イズが縮小された第2のレジストパターンを第2の層間
絶縁膜上に形成した後、第2のレジストパターンをマス
クとしたドライエッチングによって第2の層間絶縁膜に
第2のコンタクトホールを形成しているので、第2の層
間絶縁膜に対しては、第1の層間絶縁膜に形成された第
1のコンタクトホールよりもパターンサイズの小さい第
2のコンタクトホールが形成される。そして、この際に
おいては、第2のコンタクトホールのパターンサイズが
小さくなった分だけ重ね合わせマージンが増加するた
め、1つの層間絶縁膜に形成されて隣接し合うコンタク
トホール同士間の間隔であるパターン間隔が縮小されて
いることになる。その結果、本発明に係るパターン形成
方法によれば、コンタクトホールを最小のパターンサイ
ズとしながらパターン間隔を縮小することが可能とな
り、同一の重ね合わせ精度下であってもコンタクトホー
ルの間隔を縮小できるという効果が得られる。
As described above, in the pattern forming method according to the present invention, the second interlayer insulating film having a smaller thickness than the first interlayer insulating film is deposited on the first interlayer insulating film. First
Forming a second resist pattern having a reduced pattern size with the same pattern arrangement as that of the second resist pattern on the second interlayer insulating film, and then performing dry etching using the second resist pattern as a mask to form the second interlayer insulating film; Since the second contact hole is formed in the film, the second contact having a smaller pattern size with respect to the second interlayer insulating film than the first contact hole formed in the first interlayer insulating film. A hole is formed. In this case, since the overlay margin is increased by the reduction in the pattern size of the second contact hole, the pattern formed on one interlayer insulating film and having the interval between the adjacent contact holes is formed. The interval has been reduced. As a result, according to the pattern forming method of the present invention, it is possible to reduce the pattern interval while keeping the contact hole to the minimum pattern size, and to reduce the contact hole interval even under the same overlay accuracy. The effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態に係るパターン形成方法の前段過
程を示す工程断面図である。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a first step of a pattern forming method according to the present embodiment.

【図2】本実施の形態に係るパターン形成方法の後段過
程を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a latter stage of a pattern forming method according to the embodiment.

【図3】パターンの形成状態を模式化して示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a pattern formation state.

【図4】従来の形態に係るパターン形成方法を示す工程
断面図である。
FIG. 4 is a process sectional view showing a pattern forming method according to a conventional mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のシリコン酸化膜(層間絶縁膜) 2 半導体基板 3 第1のレジスト膜 3a コンタクトホールパターン 4 第1のコンタクトホール 5 導電性材料 6 第2のシリコン酸化膜(層間絶縁膜) 7 第2のレジスト膜 7a コンタクトホールパターン 8 第2のコンタクトホール 9 導電性材料 10 第3のシリコン酸化膜(層間絶縁膜) 11 第3のレジスト膜 11a コンタクトホールパターン 12 第2のコンタクトホール 13 導電性材料 REFERENCE SIGNS LIST 1 first silicon oxide film (interlayer insulating film) 2 semiconductor substrate 3 first resist film 3 a contact hole pattern 4 first contact hole 5 conductive material 6 second silicon oxide film (interlayer insulating film) 7 second Resist film 7a contact hole pattern 8 second contact hole 9 conductive material 10 third silicon oxide film (interlayer insulating film) 11 third resist film 11a contact hole pattern 12 second contact hole 13 conductive material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB01 BB02 BB04 BB18 DD16 DD43 DD65 EE12 FF06 FF21 HH14 HH20 5F033 AA02 AA13 AA29 AA64 AA66 BA02 BA12 BA15 BA17 BA41 CA09 DA02 DA04 DA05 DA32 DA34 DA35 EA02 EA25 EA33 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 BB01 BB02 BB04 BB18 DD16 DD43 DD65 EE12 FF06 FF21 HH14 HH20 5F033 AA02 AA13 AA29 AA64 AA66 BA02 BA12 BA15 BA17 BA41 CA09 DA02 DA04 DA05 DA32 DA34 DA35 EA33 EA33

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1の層間絶縁膜を堆積
する工程と、第1の層間絶縁膜上に第1のレジスト膜を
成膜してコンタクトホールパターンを形成する工程と、
第1のレジスト膜をマスクとしたドライエッチングによ
って第1の層間絶縁膜に第1のコンタクトホールを形成
する工程と、第1のコンタクトホールに導電性材料を埋
め込む工程と、第1の層間絶縁膜よりも膜厚の薄い第2
の層間絶縁膜を第1の層間絶縁膜上に堆積する工程と、
第1のレジスト膜よりも膜厚の薄い第2のレジスト膜を
第2の層間絶縁膜上に成膜し、かつ、第1のレジスト膜
のコンタクトホールパターン形成時と同一のパターン配
置でパターンサイズが縮小されたマスクを用いてコンタ
クトホールパターンを形成する工程と、第2のレジスト
膜をマスクとしたドライエッチングによって第2の層間
絶縁膜に第2のコンタクトホールを形成する工程と、第
2のコンタクトホールに導電性材料を埋め込む工程と、
第2の層間絶縁膜上に第3の層間絶縁膜を堆積する工程
と、第3の層間絶縁膜上に第3のレジスト膜を成膜して
コンタクトホールパターンを形成する工程と、第3のレ
ジスト膜をマスクとしたドライエッチングによって第3
の層間絶縁膜に第3のコンタクトホールを形成する工程
と、第3のコンタクトホールに導電性材料を埋め込む工
程とを含んでいることを特徴とするパターン形成方法。
A step of depositing a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate; a step of forming a first resist film on the first interlayer insulating film to form a contact hole pattern;
Forming a first contact hole in the first interlayer insulating film by dry etching using the first resist film as a mask, embedding a conductive material in the first contact hole, and forming the first interlayer insulating film 2nd thinner than
Depositing an interlayer insulating film on the first interlayer insulating film;
A second resist film having a thickness smaller than that of the first resist film is formed on the second interlayer insulating film, and the pattern size is the same as that of the first resist film when the contact hole pattern is formed. Forming a contact hole pattern using a mask with reduced size, forming a second contact hole in the second interlayer insulating film by dry etching using the second resist film as a mask, Embedding a conductive material in the contact hole;
Depositing a third interlayer insulating film on the second interlayer insulating film, forming a third resist film on the third interlayer insulating film to form a contact hole pattern, Third etching by dry etching using a resist film as a mask
A step of forming a third contact hole in the interlayer insulating film, and a step of embedding a conductive material in the third contact hole.
【請求項2】 請求項1に記載したパターン形成方法で
あって、第2のレジスト膜のコンタクトホールパターン
を形成する際には、第1のレジスト膜のコンタクトホー
ルパターン形成時に用いたマスクを使用し、露光量を減
少させることによってパターンサイズを縮小しているこ
とを特徴とするパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein, when forming a contact hole pattern in the second resist film, a mask used in forming the contact hole pattern in the first resist film is used. And reducing the pattern size by reducing the amount of exposure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100336197C (en) * 2002-10-24 2007-09-05 株式会社瑞萨科技 Pattern copy mask, manufacturing method of semiconductor device and program for making mask pattern
CN113690175B (en) * 2020-05-19 2023-11-03 中国科学院微电子研究所 Conformal hole forming method, semiconductor device and electronic equipment

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