JP2000260873A - 半導体装置のコンタクト又は配線の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １回のフォトリソグラフィ工程だけで、コン
タクトホール及び配線溝又は深いコンタクトホール及び
浅いコンタクトホールを同時に形成することができる半
導体装置のコンタクト又は配線の形成方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１の上に層間絶縁膜２を形成
する工程と、前記層間絶縁膜２の上に第１絶縁膜３を形
成する工程と、前記第１絶縁膜３の上にレジスト４を塗
布し、配線溝形成予定領域５の幅よりコンタクト形成予
定領域６の直径を大きく又は浅いコンタクトホール形成
予定領域の直径より深いコンタクト形成予定領域の直径
を大きくパターニングする工程と、を有する。これによ
り、１回のフォトリソグラフィ工程だけで、コンタクト
ホールと配線溝又は深いコンタクトホールと浅いコンタ
クトホールを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のコン
タクト又は配線の形成方法に関し、特に、深さが異なる
コンタクトホール又は配線溝及びコンタクトホールを同
時に形成する半導体装置のコンタクト又は配線の形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、絶縁膜にコンタクトホール又は配
線溝を形成し、その後、前記絶縁膜上にメタル層を堆積
し、このメタル層を化学的機械的研磨（Chemical Mech
anicalPolishing：以下、ＣＭＰという。）を行うデュ
アルダマシンの技術の開発が盛んである。

【０００３】また、浅いコンタクトと深いコンタクトと
を形成する方法として、特開平１０−１１６９０４号公
報、特開平７−２０１９９２号公報及び特開平８−３３
５６３４号公報等に開示された方法が提案されている
が、これらの従来方法はいずれも、配線溝とコンタクト
ホールとを別々のフォトリソグラフィ工程を使用して形
成している。

【０００４】このため、上述の浅いコンタクトと深いコ
ンタクトとを形成する方法は、複数回のフォトリソグラ
フィ工程を使用しなければならず、工程が増大する。ま
た、この従来方法は、複数回のフォトリソグラフィ工程
を使用するため、目合せ誤差等が生じるという欠点があ
る。

【０００５】一方、特開平８−１０７１４３号公報に
は、１回のフォトリソグラフィ工程のみで配線溝とコン
タクトホールとを形成する方法が開示されている。

【０００６】図２８（ａ）及び（ｂ）は従来のコンタク
トホールの形成方法を工程順に示す断面図である。図２
８（ａ）に示すように、先ず、半導体基板１００の上に
層間絶縁膜１０１を形成する。この場合に、第１配線層
１０２及び第２配線層１０３を、その層間絶縁膜１０１
内の高さが異なる高さになるように、層間絶縁膜１０１
内に埋め込み形成する。そして、この層間絶縁膜１０１
の上に、レジスト膜１０４を形成し、レジスト膜１０４
をフォトリソグラフィによりパターニングして、コンタ
クトホール形成位置に開口を形成する。

【０００７】次に、図２８（ｂ）に示すように、レジス
ト膜１０４をマスクとして、層間絶縁膜１０１を異方性
ドライエッチングする。これにより、第１配線層１０２
にまで達する深いコンタクトホール１０６及び第２配線
層１０３に達する浅いコンタクトホール１０５を形成す
る。このようにして、浅いコンタクトホール１０５及び
深いコンタクトホール１０６が形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
８−１０７１４３号公報に記載された方法で、１回のフ
ォトリソグラフィ工程及び異方性エッチングにより、深
いコンタクトホール１０６と浅いコンタクトホール１０
５とを形成しようとすると、層間絶縁膜１０１における
エッチング深さが異なるために、製造上、技術的に困難
なものになるという問題点がある。

【０００９】また、図２８（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、１回のフォトリソグラフィ工程だけで、浅いコンタ
クトホール１０５及び深いコンタクトホール１０６を形
成する方法は、工程数が最も少なく簡易ではあるが、浅
いコンタクトホール１０５の受け側である第２配線層１
０３へのエッチング時間が長くなり、この第２配線層１
０３へのダメージが大きくなるという問題点がある。ま
た、第２配線層１０３へのエッチング時間が長くなるた
めに、浅いコンタクトホール１０５が第２配線層１０３
を突き抜ける危険性があるという問題点もある。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、１回のフォトリソグラフィ工程だけで、コ
ンタクトホール及び配線溝又は深いコンタクトホール及
び浅いコンタクトホールを同時に形成することができる
半導体装置のコンタクト又は配線の形成方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願第１発明に係る半導
体装置のコンタクト又は配線の形成方法は、半導体基板
の上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の
上に第１絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜の上
にレジストを塗布し、配線溝形成予定領域の幅よりコン
タクトホール形成予定領域の直径が大きくなるように配
線溝形成予定領域及びコンタクトホール形成予定領域に
開口を形成する工程と、を有することを特徴とする。

【００１２】本発明においては、前記レジストに開口を
形成する工程の後に、前記レジストをマスクとして前記
配線溝形成予定領域及びコンタクトホール形成予定領域
の前記第１絶縁膜及び層間絶縁膜に配線溝及びホールを
形成する工程と、全面に第２絶縁膜を形成し、前記ホー
ル内にサイドウォールを形成すると共に、前記配線溝を
埋め込む工程と、前記サイドウォールをマスクとして前
記層間絶縁膜をエッチングして前記ホールの下部の前記
層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、前記
配線溝内の前記第２絶縁膜を除去する工程と、を有する
ことが好ましい。

【００１３】本願第２発明に係る半導体装置のコンタク
ト又は配線の形成方法は、半導体基板の上に層間絶縁膜
を形成する工程と、前記層間絶縁膜の上に第１絶縁膜を
形成する工程と、前記第１絶縁膜の上にレジストを塗布
し、浅いコンタクトホール形成予定領域の直径より深い
コンタクトホール形成予定領域の直径が大きくなるよう
に浅いコンタクトホール形成予定領域及び深いコンタク
トホール形成予定領域に開口を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする。

【００１４】本発明においては、前記レジストに開口を
形成する工程の後に、前記レジストをマスクとして前記
浅いコンタクトホール形成予定領域及び深いコンタクト
ホール形成予定領域の前記第１絶縁膜及び層間絶縁膜に
浅いコンタクトホール及びホールを形成する工程と、全
面に第２絶縁膜を形成し、前記ホール内にサイドウォー
ルを形成すると共に、前記浅いコンタクトホールを埋め
込む工程と、前記サイドウォールをマスクとして前記層
間絶縁膜をエッチングして前記ホールの下部の前記層間
絶縁膜に深いコンタクトホールを形成する工程と、前記
浅いコンタクトホール内の前記第２絶縁膜を除去する工
程と、を有するように構成することができる。

【００１５】また、本発明においては、前記レジストに
開口を形成する工程の後に、前記レジストをマスクとし
て前記浅いコンタクトホール形成予定領域及び深いコン
タクトホール形成予定領域の前記第１絶縁膜及び層間絶
縁膜に浅いコンタクトホール及びホールを形成する工程
と、全面に第２絶縁膜を形成し、前記ホール内にサイド
ウォールを形成すると共に、前記浅いコンタクトホール
を埋め込む工程と、前記層間絶縁膜及び前記第２絶縁膜
をエッチングして前記ホールの下部の前記層間絶縁膜に
深いコンタクトホールを形成すると共に前記浅いコンタ
クトホール内の第２絶縁膜を除去する工程と、を有する
ように構成できる。

【００１６】更に、本発明においては、前記層間絶縁膜
は、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ及びＰＳＧからなる群から選択
された１種又はそれらの積層構造材であることが好まし
い。

【００１７】本発明においては、コンタクト形成予定領
域の直径が配線溝形成予定領域の幅より大きくなるよう
に、レジスト膜をパターニングすることにより、このレ
ジスト膜をマスクとして層間絶縁膜をエッチングし、全
面に第２絶縁膜を形成すると、配線溝は埋め込まれる
が、コンタクトホールとなるホールは絶縁膜で埋め込ま
れないようにすることができる。その後、ホールの部分
の層間絶縁膜をエッチングすることにより、配線溝とコ
ンタクトホールの深さを、夫々別々に制御することがで
きる。従って、複数回のフォトリソグラフィ工程を使用
することなく、１回のフォトリソグラフィの工程のみ
で、配線溝とコンタクトホールとを形成することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て添付の図面を参照して詳細に説明する。図１乃至９は
本発明の第１実施例に係る半導体装置のコンタクト又は
配線の形成方法を工程順に示す断面図である。図１０は
図９の上面図であり、図１１は、図１０のＡ−Ａ線によ
る断面図である。

【００１９】本発明の第１実施例の半導体装置のコンタ
クト又は配線の形成方法について説明する。図１に示す
ように、先ず、例えば、シリコン基板からなる半導体基
板１の上に、例えば、ＳｉＯ₂からなる膜厚が１μｍの
層間絶縁膜２を形成する。

【００２０】次に、図２に示すように、層間絶縁膜２の
上に、例えば、１５０ｎｍの厚さのＳｉＮからなる第１
絶縁膜３を堆積する。

【００２１】次に、第１絶縁膜３の上にレジストを塗布
して、レジスト膜４を形成する。そして、フォトリソグ
ラフィにより、レジスト膜４をパターニングして、配線
溝形成予定領域５及びコンタクトホール形成予定領域６
のレジスト膜４に開口を形成する。この配線溝形成予定
領域５は後工程で配線溝７を形成する領域であり、その
幅は、例えば、０．３μｍである。また、コンタクトホ
ール形成予定領域６は後工程でコンタクトホール１１を
形成する領域であり、その幅は、例えば、０．６μｍで
ある。即ち、配線溝形成予定領域５の開口の幅はコンタ
クト形成予定領域６の開口の直径に比べて小さい。

【００２２】次に、図３に示すように、レジスト膜４を
マスクとして、第１絶縁膜３及び層間絶縁膜２を異方性
ドライエッチングし、層間絶縁膜２に形成するホール及
び配線溝の深さ、即ち、層間絶縁膜２のエッチング量を
例えば０．３μｍとする。これにより、層間絶縁膜２に
ホール８及び配線溝７を形成する。従って、配線溝７の
深さは０．３μｍである。

【００２３】次に、図４に示すように、例えば、膜厚が
１８０ｎｍ程度のＳｉＮからなる第２絶縁膜９を堆積す
る。このとき、ホール８においては、その側面に第２絶
縁膜９がサイドウォール状に形成され、配線溝７におい
ては、第２絶縁膜９により埋め込まれる形状になるよう
にする。

【００２４】次に、図５に示すように、異方性ドライエ
ッチングにより、ホール８において、層間絶縁膜２が完
全に露出するまで、第２絶縁膜９をエッチバックし、ホ
ール８にサイドウォール１０を形成する。

【００２５】次に、図６に示すように、異方性ドライエ
ッチングにより、ホール８において、サイドウォール１
０をマスクとして層間絶縁膜２をエッチングし、半導体
基板１に到達するコンタクトホール１１を形成する。

【００２６】次に、図７に示すように、第１絶縁膜３、
第２絶縁膜９及びサイドウォール１０をエッチバック
し、層間絶縁膜２、配線溝７及びコンタクトホール１１
内の第１絶縁膜３、第２絶縁膜９及びサイドウォール１
０を完全に除去する。これにより、半導体基板１まで到
達するコンタクトホール１１と配線溝７が完成する。

【００２７】なお、このエッチングにおいて、層間絶縁
膜２がエッチングされないようにする必要がある。この
ため、層間絶縁膜２の材料が、例えば、ＳｉＯ₂であ
り、第１絶縁膜３及び第２絶縁膜９の材料が、例えば、
ＳｉＮである場合には、例えば、熱燐酸によるウエット
エッチバック等の方法が考えられる。

【００２８】次に、図８に示すように、例えば、ＣＶＤ
法により、膜厚が５００ｎｍ程度のＣｕとＴｉＮとＴｉ
との積層構造からなる配線メタル層１３を堆積する。

【００２９】次に、図９に示すように、配線メタル層１
３を、例えば、ＣＭＰにより研磨して、層間絶縁膜２の
表面を露出させ、層間絶縁膜２と配線メタル層１３との
表面を平坦化する。これにより、図１０及び図１１に示
すように、配線溝７及びコンタクトホール１１には、夫
々配線メタル層１３が埋め込まれ、配線１３ａ及びコン
タクト１３ｂが形成される。これにより、フォトリソグ
ラフィの工程は１回のみであるのにもかかわらず、配線
とコンタクトの両方を形成できる。

【００３０】本実施例においては、コンタクト形成予定
領域６の直径を、配線溝形成予定領域５の幅より大きく
しているので、第２絶縁膜９の堆積時に、コンタクト形
成予定領域６において第２絶縁膜９がサイドウォール形
状になるのに対して、配線溝７においては第２絶縁膜９
が配線溝７に埋め込まれる。これにより、図６のコンタ
クトホール形成工程において、層間絶縁膜２は配線溝７
においてはエッチングされず、ホール８のみがエッチン
グされて、層間絶縁膜２に半導体基板１に達するコンタ
クトホール１１が形成される。このため、配線溝７とコ
ンタクトホール１１の深さを、夫々別々に制御すること
ができる。以上の理由から、フォトリソグラフィ工程は
１回のみで、配線１３ａとコンタクト１３ｂとを形成す
ることができる。

【００３１】また、本実施例においては、第２絶縁膜９
の材料は第１絶縁膜３と同種でも、異種でも構わない。
但し、第１絶縁膜３及び第２絶縁膜９は、層間絶縁膜２
に対し、後工程のドライエッチングに際して、選択性を
有する材料である必要がある。このため、第２絶縁膜９
の材料としては、ＳｉＮ又はＳｉＯＮ等とすることが好
ましい。

【００３２】更に、本実施例においては、配線メタル層
１３の材料として、ＣｕとＴｉＮとＴｉとの積層構造と
したが、本発明は、特にこれに限定されるものではな
く、Ｗ又はＡｌとＴｉＮとＴｉとの積層構造等とするこ
ともできる。また、堆積方法としても高温でのスパッタ
法又は電解メッキ法等であってもよい。

【００３３】更にまた、本実施例においては、配線メタ
ル層１３をＣＭＰにより平坦化したが、本発明は特にこ
れに限定されるものではなく、ドライエッチングによる
エッチバック等により平坦化することができる。

【００３４】次に、本発明の第２実施例について図１２
乃至２１に基づいて説明する。なお、図１乃至図１１に
示す第１実施例と同一構成物には同一符号を付しその詳
細な説明は省略する。図１２乃至図１８及び図２０は本
発明の第２実施例に係る半導体装置のコンタクトの形成
方法を工程順に示す断面図である。図１９は図１８の上
面図であり、図２１は図２０の上面図である。

【００３５】本実施例は、第１実施例と比較して、配線
溝７を浅いコンタクトホール１８と置き換え、コンタク
トホール１１を深いコンタクトホール２０と置き換えて
いる点で異なり、それ以外は第１実施例と同様の製造工
程である。

【００３６】本実施例においては、先ず、図１２に示す
ように、シリコン基板からなる半導体基板１の上に、例
えば、膜厚が１μｍのＳｉＯ₂からなる層間絶縁膜２を
形成する。この場合に、層間絶縁膜２内に埋め込むよう
にして、例えば、Ｗからなる膜厚が１５０ｎｍの第１配
線層１４及びＷからなる膜厚が１５０ｎｍの第２配線層
１５を、層間絶縁膜２内の高さが相互に異なるように形
成する。

【００３７】次に、図１３に示すように、層間絶縁膜２
の上に、例えば、厚さが１５０ｎｍのＳｉＮからなる第
１絶縁膜３を堆積する。

【００３８】次に、第１絶縁膜３の上にレジストを塗布
して、レジスト膜４を形成する。そして、フォトリソグ
ラフィによりレジスト膜４をパターニングして、浅いコ
ンタクト形成予定領域１６及び深いコンタクト形成予定
領域１７に開口を形成する。浅いコンタクト形成予定領
域１６は後工程で浅いコンタクトホール１８（図１４参
照）を形成する領域であり、深いコンタクト形成予定領
域１７は後工程で深いコンタクトホール２０（図１７）
を形成する領域である。この浅いコンタクト形成予定領
域１６の幅は、例えば、０．３μｍとし、深いコンタク
ト形成予定領域１７の幅は、例えば、０．６μｍであ
る。即ち、浅いコンタクト形成予定領域１６は深いコン
タクト形成予定領域１７よりも直径が小さい。

【００３９】次に、図１４に示すように、レジスト膜４
をマスクとして、第１絶縁膜３及び層間絶縁膜２を異方
性ドライエッチングする。そして、この異方性ドライエ
ッチングは、エッチングにより形成されるホールが第２
配線層１５に達するまで行う。例えば、層間絶縁膜２に
おけるエッチング深さは、０．３μｍである。これによ
り、浅いコンタクト形成予定領域１６に浅いコンタクト
ホール１８が形成される。また、深いコンタクト形成予
定領域１７には、浅いコンタクトホール１８と同程度の
深さのホール１９が形成される。

【００４０】次に、図１５に示すように、例えば、膜厚
が１８０ｎｍ程度のＳｉＮからなる第２絶縁膜９を堆積
する。このとき、ホール１９においては、側面に第２絶
縁膜９がサイドウォール状に形成され、浅いコンタクト
ホール１８においては、第２絶縁膜９が埋め込まれるよ
うにする。

【００４１】次に、図１６に示すように、第２絶縁膜９
を異方性ドライエッチングすることにより、ホール１９
において、層間絶縁膜２が露出するまで、第２絶縁膜９
をエッチバックする。これにより、ホール１９内にサイ
ドウォール１０を形成する。

【００４２】次に、図１７に示すように、第１絶縁膜
３、第２絶縁膜９及びサイドウォール１０をマスクとし
て、ホール１９の位置の層間絶縁膜２を異方性ドライエ
ッチングすることにより、第１配線層１４に到達する深
いコンタクトホール２０を形成する。

【００４３】次に、図１８及び図１９に示すように、第
１絶縁膜３、第２絶縁膜９及びサイドウォール１０をエ
ッチバックし、これらの第１絶縁膜３、第２絶縁膜９及
びサイドウォール１０を完全に除去する。これにより、
第１配線層１４まで到達する深いコンタクトホール２０
と第２配線層１５までの浅いコンタクトホール１８とが
完成する。

【００４４】なお、このエッチングにおいて、層間絶縁
膜２がエッチングされないようにする必要がある。この
ため、エッチング選択比が高いガスをエッチングガスと
して使用する。例えば、層間絶縁膜２の材料がＳｉＯ₂
又はＢＰＳＧ等の酸化膜系であり、第１絶縁膜３及び第
２絶縁膜９がＳｉＮの窒化膜系である場合は、エッチン
グガスとして、例えば、Ｃｌ₂等を使用する方法が考え
られる。

【００４５】次に、深いコンタクトホール２０と浅いコ
ンタクトホール１８とに、例えば、Ｗ等を材料とした金
属で夫々埋め込んで金属プラグを形成し、その後に、例
えば、Ａｌ等を材料とした第３配線層（図示せず）を堆
積し、第３配線層を配線形状にパターニングする。これ
により、図２０及び図２１に示すように、第３配線層か
らなる電極２４、２５と、第１配線層１４及び第２配線
層１５と電極２４、２５とを接続する夫々深いコンタク
ト２３及び浅いコンタクト２２が形成される。これによ
り、フォトリソグラフィの工程は１回のみであるのにも
かかわらず、浅いコンタクト２２と深いコンタクト２３
の両方を形成できる。

【００４６】本実施例においては、深いコンタクト形成
予定領域１７の直径を、浅いコンタクト形成予定領域１
６の直径より大きくすることにより、第２絶縁膜９の堆
積時に、ホール１９において、第２絶縁膜９がサイドウ
ォール形状に形成されるのに対して、浅いコンタクトホ
ール１８においては、第２絶縁膜９が埋め込まれる。こ
れにより、浅いコンタクトホール１８は、それ以上エッ
チングされずに、深いコンタクト形成用のホール１９の
みでエッチングが進行する。このため、浅いコンタクト
ホール１８と深いコンタクトホール２０の深さを、夫々
別々に制御することができる。以上の理由から、１回の
フォトリソグラフィの工程のみで、浅いコンタクトホー
ル１８と深いコンタクトホール２０の両方を形成するこ
とができる。

【００４７】次に、本発明の第３実施例について図２２
乃至２７に基づいて説明する。なお、図１２乃至２１に
示す第２実施例と同一構成物には同一符号を付しその詳
細な説明は省略する。図２２乃至図２７は本発明の第３
実施例に係る半導体装置のコンタクトの形成方法を工程
順に示す断面図である。

【００４８】本実施例は、第２実施例と比較して、コン
タクトホールの形成の工程数が少ない点で異なり、それ
以外は第２実施例と同様の製造方法である。

【００４９】本実施例においては、先ず、図２２に示す
ように、シリコン基板からなる半導体基板１の上に、例
えば、膜厚が１μｍのＳｉＯ₂からなる層間絶縁膜２を
形成する。この場合に、例えば、Ｗからなる膜厚が１５
０ｎｍの第１配線層１４及びＷからなる膜厚が１５０ｎ
ｍの第２配線層１５を層間絶縁膜２内に形成する。

【００５０】次に、図２３に示すように、層間絶縁膜２
の上に、例えば、１５０ｎｍの厚さのＳｉＮからなる第
１絶縁膜３を堆積する。この第１絶縁膜３の材料として
は、後の工程で行うドライエッチングにおいて、層間絶
縁膜２とエッチング選択性を有する材料を使用すること
が好ましい。

【００５１】次に、第１絶縁膜３の上にレジストを塗布
して、レジスト膜４を形成する。そして、フォトリソグ
ラフィにより、後工程で浅いコンタクトホール１８を形
成する浅いコンタクト形成予定領域１６の幅を、例え
ば、０．２４μｍとし、深いコンタクトホール２６を形
成する深いコンタクト形成予定領域１７の幅を、例え
ば、０．６μｍとなるようにレジスト膜４をパターニン
グする。即ち、浅いコンタクト形成予定領域１６の直径
は深いコンタクトホール２６を形成する深いコンタクト
形成予定領域１７の直径に比べて小さい。

【００５２】次に、図２４に示すように、レジスト膜４
をマスクとして、第１絶縁膜３及び層間絶縁膜２を異方
性ドライエッチングする。これにより、層間絶縁膜２
に、第２配線層１５に達する浅いコンタクトホール１８
を形成する。この層間絶縁膜２のエッチング量を、例え
ば、０．３μｍとする。深いコンタクト形成予定領域１
７には、ホール１９が形成される。

【００５３】次に、図２５に示すように、例えば、膜厚
が２４０ｎｍ程度のＳｉＮからなる第２絶縁膜９を堆積
する。このとき、ホール１９は、側面が第２絶縁膜９が
サイドウォール状になり、浅いコンタクトホール１８は
第２絶縁膜９により埋め込まれる形状になるようにす
る。

【００５４】次に、図２６に示すように、異方性ドライ
エッチングにより、ホール１９において、層間絶縁膜２
が露出するまで、第２絶縁膜９をエッチバックし、ホー
ル１９にサイドウォール１０を形成する。

【００５５】次に、図２７に示すように、ホール１９に
おいて、第１配線層１４に到達するまで、第２絶縁膜
９、サイドウォール１０及び層間絶縁膜２をエッチバッ
クし、第１配線層１４まで達する深いコンタクトホール
２６を形成する。この第１絶縁膜３と層間絶縁膜２のエ
ッチバックにより、深いコンタクトホール２６と浅いコ
ンタクトホール１８とが完成する。

【００５６】次に、図示はしないが、第２実施例と同様
に、深いコンタクトホール２６と浅いコンタクトホール
１８とを、例えば、Ｗ等を材料とした金属で夫々埋め込
んで、金属プラグを形成する。そして、例えば、Ａｌ等
を材料とした第３配線層（図示せず）を堆積し、パター
ニングする。これにより、第３配線層からなる電極２
４、２５と、第１配線層１４及び第２配線層１５とを接
続する深いコンタクト２３及び浅いコンタクト２２が形
成される（図２０及び図２１参照）。

【００５７】本実施例においては、第２実施例が第２絶
縁膜９の堆積後に、第２絶縁膜９のエッチバック、層間
絶縁膜２のエッチバック並びに第１絶縁膜３、第２絶縁
膜９及びサイドウォール１０のエッチバックの合計３回
のエッチバックを必要とするが、本実施例では、第２実
施例と比べて、第２絶縁膜９の堆積後に、第２絶縁膜
９、サイドウォール１０及び層間絶縁膜２のエッチバッ
クの２回だけで済む。従って、工程数を第２実施例と比
較して少なくすることができる利点がある。但し、深い
コンタクトホール２６と浅いコンタクトホール１８とを
同時に形成するために、第２実施例と比べて浅いコンタ
クトホール１８に対する制御性がわずかに劣る欠点があ
る。

【００５８】また、本実施例においては、第２絶縁膜９
はエッチバックされるため、層間絶縁膜２と同等のエッ
チングレートであるものであると共に、第１絶縁膜３の
材料に対しエッチング選択性を有する材料である必要が
ある。この第２絶縁膜９の材料の例として、ＳｉＯ₂が
考えられる。

【００５９】上述の第２及び第３実施例においては、第
１配線層１４又は第２配線層１５の材料としてＷを使用
したが、本発明は、特にこれに限定されるものではな
く、多結晶シリコン（以下、ｐｏｌｙ−Ｓｉとい
う。）、ＷＳｉ、Ａｌ、Ｃｕ又はＴｉＮ若しくはそれら
の積層構造材等とすることができる。

【００６０】また、上述の第２及び第３実施例において
は、第１配線層１４及び第２配線層１５の材料としてＷ
を使用したが、このＷをｐｏｌｙ−Ｓｉとすれば、第１
実施例と同様に、第１配線層１４まで到達する深いコン
タクトホール２０、２６と浅いコンタクトホール１８と
を形成するエッチングにおいて、層間絶縁膜２の材料
が、例えば、ＳｉＯ₂であり、第１絶縁膜３及び第２絶
縁膜９の材料が、例えば、ＳｉＮである場合には、例え
ば、熱燐酸によるウエットエッチバック等の方法を使用
することができる。

【００６１】上述のいずれの本実施例においては、層間
絶縁膜２の材料として、ＳｉＯ₂としたが、本発明は特
にこれに限定されるものではなく、ＢＰＳＧ又はＰＳＧ
若しくはそれらの積層構造材等とすることができる。

【００６２】また、第２絶縁膜９の堆積方法としては、
ステップカバレージに優れるＬＰ−ＣＶＤ法等を使用す
ることが好ましい。

【００６３】更に、層間絶縁膜２のエッチバックを行う
場合に、第２絶縁膜９及び第１絶縁膜３がエッチングさ
れないように、選択比があるガスを使用する必要があ
る。層間絶縁膜２の材料がＳｉＯ₂又はＢＰＳＧ等の酸
化膜系であり、第１絶縁膜３及び第２絶縁膜９がＳｉＮ
等の窒化膜系である場合は、エッチングガスとして、例
えば、Ｃ₄Ｆ₈等のガスを使用する方法が考えられる。第
１絶縁膜３の材料としては、後の工程で行うドライエッ
チングにおいて、層間絶縁膜２と選択性を有する材料を
使用することが好ましい。

【００６４】更にまた、上述のいずれの実施例において
も、構成材料、成膜方法及び各種の数値は上述のものに
限定されるものではなく、本発明を実施できる範囲内に
おいて適宜変更可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明においては、
コンタクトホール形成予定領域の直径が配線溝形成予定
領域の幅より大きくなるようにレジスト膜をパターニン
グすることにより、第２絶縁膜を形成すると、配線溝と
なる配線溝形成領域は埋め込まれるが、コンタクトホー
ルとなるホールは第２絶縁膜で埋め込まれないようにす
ることができる。このため、配線溝とコンタクトホール
の深さを、別々に制御することができる。従って、複数
回のフォトリソグラフィ工程を使用することなく、１回
のフォトリソグラフィ工程のみで、配線溝とコンタクト
ホールとを形成することができる。

【００６６】また、同様に深いコンタクトホール形成予
定領域の直径を浅いコンタクトホール形成予定領域の直
径より大きくすることにより、第２絶縁膜の堆積時に、
深いコンタクトホールとなるホールにおいて第２絶縁膜
がサイドウォール形状となるのに対して、浅いコンタク
トホールを第２絶縁膜で埋め込むことができ、浅いコン
タクトホールと深いコンタクトホールの深さを、別々に
制御することができる。従って、１回のフォトリソグラ
フィ工程だけで浅いコンタクトと深いコンタクトの形成
が可能となり、配線層へのダメージの低減及び配線層の
突き抜け等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る半導体装置のコンタ
クト又は配線の形成方法を工程順に示す断面図である。

【図２】図１の次の工程を示す断面図である。

【図３】図２の次の工程を示す断面図である。

【図４】図３の次の工程を示す断面図である。

【図５】図４の次の工程を示す断面図である。

【図６】図５の次の工程を示す断面図である。

【図７】図６の次の工程を示す断面図である。

【図８】図７の次の工程を示す断面図である。

【図９】図８の次の工程を示す断面図である。

【図１０】図９の上面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ線による断面図である。

【図１２】本発明の第２実施例に係る半導体装置のコン
タクトの形成方法を工程順に示す断面図である。

【図１３】図１２の次の工程を示す断面図である。

【図１４】図１３の次の工程を示す断面図である。

【図１５】図１４の次の工程を示す断面図である。

【図１６】図１５の次の工程を示す断面図である。

【図１７】図１６の次の工程を示す断面図である。

【図１８】図１７の次の工程を示す断面図である。

【図１９】図１８の上面図である。

【図２０】図１８の次の工程を示す断面図である。

【図２１】図２０の上面図である。

【図２２】本発明の第３実施例に係る半導体装置のコン
タクトの形成方法を工程順に示す断面図である。

【図２３】図２２の次の工程を示す断面図である。

【図２４】図２３の次の工程を示す断面図である。

【図２５】図２４の次の工程を示す断面図である。

【図２６】図２５の次の工程を示す断面図である。

【図２７】図２６の次の工程を示す断面図である。

【図２８】（ａ）及び（ｂ）は従来のコンタクトホール
の形成方法を工程順に示す断面図である。

【符号の説明】

１、１００；半導体基板 ２、１０１；層間絶縁膜 ３；第１絶縁膜 ４、１０４；レジスト膜 ５；配線溝形成予定領域 ６；コンタクト形成予定領域 ７；配線溝 ８、１９；ホール ９；第２絶縁膜 １０；サイドウォール １１；コンタクトホール １１ａ、２０ａ；角部 １３；配線メタル層 １３ａ；配線 １３ｂ；コンタクト １４、１０２；第１配線層 １５、１０３；第２配線層 １６；浅いコンタクト形成予定領域 １７；深いコンタクト形成予定領域 １８、１０５；浅いコンタクトホール ２０、２６、１０６；深いコンタクトホール ２２；浅いコンタクト ２３；深いコンタクト ２４、２５；電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB14 CC01 DD04 DD08 DD09 DD16 DD17 DD18 DD19 FF18 FF22 HH20 5F033 HH08 HH11 HH18 HH19 HH33 JJ08 JJ11 JJ18 JJ19 JJ33 KK01 KK19 MM02 MM08 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP18 PP27 QQ09 QQ10 QQ16 QQ19 QQ28 QQ31 QQ35 QQ37 QQ39 QQ48 RR04 RR06 RR08 RR13 RR14 TT02 XX33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の上に層間絶縁膜を形成する
   工程と、前記層間絶縁膜の上に第１絶縁膜を形成する工
   程と、前記第１絶縁膜の上にレジストを塗布し、配線溝
   形成予定領域の幅よりコンタクトホール形成予定領域の
   直径が大きくなるように配線溝形成予定領域及びコンタ
   クトホール形成予定領域に開口を形成する工程と、を有
   することを特徴とする半導体装置のコンタクト又は配線
   の形成方法。
2. 【請求項２】 前記レジストに開口を形成する工程の後
   に、前記レジストをマスクとして前記配線溝形成予定領
   域及びコンタクトホール形成予定領域の前記第１絶縁膜
   及び層間絶縁膜に配線溝及びホールを形成する工程と、
   全面に第２絶縁膜を形成し、前記ホール内にサイドウォ
   ールを形成すると共に、前記配線溝を埋め込む工程と、
   前記サイドウォールをマスクとして前記層間絶縁膜をエ
   ッチングして前記ホールの下部の前記層間絶縁膜にコン
   タクトホールを形成する工程と、前記配線溝内の前記第
   ２絶縁膜を除去する工程と、を有することを特徴とする
   請求項１に記載の半導体装置のコンタクト又は配線の形
   成方法。
3. 【請求項３】 半導体基板の上に層間絶縁膜を形成する
   工程と、前記層間絶縁膜の上に第１絶縁膜を形成する工
   程と、前記第１絶縁膜の上にレジストを塗布し、浅いコ
   ンタクトホール形成予定領域の直径より深いコンタクト
   ホール形成予定領域の直径が大きくなるように浅いコン
   タクトホール形成予定領域及び深いコンタクトホール形
   成予定領域に開口を形成する工程と、を有することを特
   徴とする半導体装置のコンタクト又は配線の形成方法。
4. 【請求項４】 前記レジストに開口を形成する工程の後
   に、前記レジストをマスクとして前記浅いコンタクトホ
   ール形成予定領域及び深いコンタクトホール形成予定領
   域の前記第１絶縁膜及び層間絶縁膜に浅いコンタクトホ
   ール及びホールを形成する工程と、全面に第２絶縁膜を
   形成し、前記ホール内にサイドウォールを形成すると共
   に、前記浅いコンタクトホールを埋め込む工程と、前記
   サイドウォールをマスクとして前記層間絶縁膜をエッチ
   ングして前記ホールの下部の前記層間絶縁膜に深いコン
   タクトホールを形成する工程と、前記浅いコンタクトホ
   ール内の前記第２絶縁膜を除去する工程と、を有するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の半導体装置のコンタク
   ト又は配線の形成方法。
5. 【請求項５】 前記レジストに開口を形成する工程の後
   に、前記レジストをマスクとして前記浅いコンタクトホ
   ール形成予定領域及び深いコンタクトホール形成予定領
   域の前記第１絶縁膜及び層間絶縁膜に浅いコンタクトホ
   ール及びホールを形成する工程と、全面に第２絶縁膜を
   形成し、前記ホール内にサイドウォールを形成すると共
   に、前記浅いコンタクトホールを埋め込む工程と、前記
   層間絶縁膜及び前記第２絶縁膜をエッチングして前記ホ
   ールの下部の前記層間絶縁膜に深いコンタクトホールを
   形成すると共に前記浅いコンタクトホール内の第２絶縁
   膜を除去する工程と、を有することを特徴とする請求項
   ３に記載の半導体装置のコンタクト又は配線の形成方
   法。
6. 【請求項６】 前記層間絶縁膜は、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ
   及びＰＳＧからなる群から選択された１種又はそれらの
   積層構造材であることを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれか１項に記載の半導体装置のコンタクト又は配線の
   形成方法。