JP2855115B2 - 半導体素子製造用コンタクトマスク - Google Patents

半導体素子製造用コンタクトマスク

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子製造用コ
ンタクトマスクに関し、特にガードリング(guard
ring)領域において発生する感光膜の浮き(li
fting)現象を防止することができるようにした半
導体素子製造用コンタクトマスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に半導体素子の製造工程において
接合部と導電層又は導電層間の接続は絶縁層に形成され
たコンタクトホール(contact hole)を通
じてなる。更にコンタクトホール形成時に絶縁層にはダ
イス(die)の縁に沿ってガードリングが形成され、
ガードリングはウェーハレベルテスト(wafer l
evel test)の際、隣接するダイス間の電気的
影響による不良の発生を防止するために形成される。コ
ンタクトホール形成工程に利用される従来のコンタクト
マスクを図1を通じて説明すると次の通りである。
【0003】一般的な半導体素子製造用コンタクトマス
クは図1に図示されたように光を透過させる石英等のよ
うな材質でなる基板1にウェーハのダイス(図示されて
いない)縁に対応する第1ガードリングパターン2が形
成され、第1ガードリングパターン2の内側には所定距
離に離隔された第2ガードリングパターン3が形成され
る。第2ガードリングパターン3の内側、即ち基板1の
内側部には多数のコンタクトパターン4が形成される。
【0004】このように構成されたコンタクトマスクを
利用してコンタクトホールを形成する過程を図2及び図
3を通じて説明する。
【0005】図2は図1に図示されたコンタクトマスク
9を利用して写真(フォト)エッチング工程を実施した
状態を説明するため或る一つのダイス部分平面図であ
り、図3は図2の線3−3に沿って切り取った状態の断
面図であり、シリコン基板8上に形成された絶縁層7上
に感光膜5を形成した後、図1に図示されたコンタクト
マスク9を利用した露光及び現像工程であり、図2に図
示されたように感光膜5をパターニングする。
【0006】更にパターニングされた感光膜5をマスク
として利用し、絶縁層7を所定の深さの湿式蝕刻(we
t etch)した後、残り厚さの絶縁層7を乾式蝕刻
(dry etch)することにより図3に図示された
ようにコンタクトマスク9のコンタクトパターン4に対
応する絶縁層7には多数のコンタクトホール6が形成さ
れる。
【0007】一方、コンタクトマスク9の第1及び第2
ガードリングパターン2,3に対応する絶縁層7の外廓
部には第1及び第2ガードリングg1,g2が各々形成され
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】高集積素子の製造工程
においては、表面の平坦度を向上させるため不純物イオ
ンを多量に含有したBPSG膜を絶縁層7として利用す
るため湿式蝕刻の際、BPSG膜である絶縁層7の蝕刻
速度が増加される。更に湿式蝕刻は非等方性蝕刻特性を
有するため図3に図示されたようにコンタクトホール6
の側壁を構成する絶縁層7の過度な蝕刻が発生する。
【0009】更に図1に図示されたようにコンタクトマ
スク9に形成された第1及び第2ガードリングパターン
2,3は全構成長さに沿って互いに隣接した状態のため
湿式蝕刻のあと第1ガードリングg1と第2ガードリング
g2間に位置する感光膜5が浮く(lifting)現象
が発生する。
【0010】したがって、コンタクトホール6の側壁を
構成する絶縁層7の過度な蝕刻により浮いている状態の
感光膜5が隣接するコンタクトホール6内に埋め込まれ
る場合、後続する乾式蝕刻工程の際、完全な形態のコン
タクトホール形成がなされず、このため素子の不良が発
生して素子の収率を低下させる。
【0011】したがって、本発明はガードリング領域に
おいて感光膜と絶縁層の接触面積を増加して上述した問
題点を解決することができる半導体素子製造用コンタク
トマスクを提供することにその目的がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によるマスクは基
板と、ウェーハのダイス縁に対応する状態に基板に形成
された多数のガードリングホールパターンと、各ガード
リングホールパターンと離隔された状態に各ガードリン
グホールパターン内側に形成されたガードリングパター
ンと、ガードリングパターンの内側に形成された多数の
コンタクトパターンによりなる。
【0013】本発明による別のマスクは基板と、ウェー
ハのダイス縁に対応する状態に基板に形成された多数の
第1ガードリングホールパターンと、各第1ガードリン
グホールパターンの内側に形成され、第1ガードリング
ホールパターンとはすれ違いの形態で配置された多数の
第2ガードリングパターンと、第2ガードリングパター
ンの内側に形成された多数のコンタクトパターンとによ
りなり、したがって、或る一つの第1ガードリングホー
ルパターンと、これに隣接する第1ガードリングホール
パターン間に存在する基板が、或る一つの第2ガードリ
ングホールパターンに対応し、或る一つの第1ガードリ
ングホールパターンは第2ガードリングホールパターン
間の基板に対応するようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施形態を詳細に説明する。
【0015】図4は本発明の第1実施形態によるコンタ
クトマスクの一部分を図示した平面図であり、本実施形
態によるコンタクトマスク10は石英等のように光を透過
させる材質によりなる基板11上にウェーハのダイス(図
示されていない)縁に対応する多数のガードリングホー
ルパターン12が互いに一定の間隔を有する状態に形成さ
れており、ガードリングホールパターン12の内側にはガ
ードリングホールパターン12と所定の距離に離隔された
ガードリングパターン13が形成されている。各ガードリ
ングホールパターン12は直四角形態(方形形状)に形成
される。一方、ガードリングパターン13の内側、即ち基
板11の内側には多数のコンタクトパターン14が形成され
る。
【0016】上述した半導体素子製造用コンタクトマス
クを利用してコンタクトホールを形成する過程を図5、
図6(a)及び図6(b)を通じて説明する。
【0017】図5は図4に図示されたコンタクトマスク
を利用して写真(フォト)エッチング工程を実施した状
態を説明するため或る一つのダイスの部分平面図、図6
(a)は図5の線6A−6Aに沿って切り取った状態の
断面図、図6(b)は図5の線6B−6Bに沿って切り
取った状態の断面図、シリコン基板18上に形成された絶
縁層17上に感光膜15を形成した後、図4に図示されたコ
ンタクトマスク10を利用した露光及び現像工程を通じて
感光膜15をパターニングする。
【0018】その後、パターニングされた感光膜15をマ
スクとして利用し、絶縁層17を所定の深さに湿式蝕刻を
行った後、残りの厚さの絶縁層17を乾式蝕刻する。これ
により図5、図6(a)及び図6(b)に図示されたよ
うにマスク10の各ガードリングホールパターン12及びガ
ードリングパターン13に対応する絶縁層17には多数のガ
ードリングホールGH及びガードリングGが各々形成さ
れ、各コンタクトパターン14に対応する絶縁層17には多
数のコンタクトホール16が形成される。
【0019】ここで、絶縁層17がBPSG膜により形成
される場合、湿式蝕刻工程の際、コンタクトホール16の
側面を構成する絶縁層17の過度な蝕刻により図6(a)
に図示されたようにガードリングGと各ガードリングホ
ールGHが互いに対応する部分の感光膜15は浮いた状態に
なるが、図6(b)に図示されたようにガードリングホ
ールGHが形成されていないガードリングGの側部には感
光膜15の浮き現象が発生しなくなる。
【0020】したがって、各ガードリングホールGHとガ
ードリングG間に部分的に感光膜15の浮き現象(図6
(a)参照)が発生するとしてもガードリングホールGH
が形成されていない部分においては感光膜15と絶縁層17
間に充分な接触面積が存在することになり全体的には感
光膜15は安定した状態を維持することができる。
【0021】図7は本発明の第2実施形態によるコンタ
クトマスクの一部分を図示した平面図であり、本実施形
態においては石英等のように光を透過させる材質により
なる基板21にウェーハのダイス(図示されていない)の
縁に対応する多数の第1ガードリングホールパターン22
が形成されており、第1ガードリングホールパターン22
の内側には所定の距離に離隔された多数の第2ガードリ
ングホールパターン23が形成されている。
【0022】各々の第1ガードリングホールパターン22
は直四角形形態で隣接する他の第1ガードリングホール
パターン22とは一定の間隔を維持している。更に各々の
第2ガードリングホールパターン23も直四角形形態で隣
接する他の第2ガードリングホールパターン23とは一定
の間隔を維持する。
【0023】図7に図示されているように第1ガードリ
ングホールパターン22は第2ガードリングホールパター
ン23とはすれ違いの状態に配置されているため、或る一
つの第1ガードリングホールパターン22と、これに隣接
する第1ガードリングホールパターン22間に存在する空
間(即ち、基板)は、或る一つの第2ガードリングホー
ルパターン23に対応し、或る一つの第1ガードリングホ
ールパターン22は第2ガードリングホールパターン23間
の空間(即ち、基板)に対応することになる。一方、第
2ガードリングホールパターン23の内側、即ち基板21の
内側には多数のコンタクトパターン24が形成される。
【0024】即ち、複数の第1及び第2ガードリングホ
ールパターン22,23は並列する如く形成されており、各
ガードリングホールパターン22,23の形成位置は互いに
対向しないように配置されている。
【0025】このように構成されたコンタクトマスクを
利用してコンタクトホールを形成する過程を図8、図9
(a)及び図9(b)を通じて説明する。
【0026】図8は図7に図示されたコンタクトマスク
を利用して写真(フォト)エッチング工程を実施した状
態を説明するため或る一つのダイスの部分平面図、図9
(a)は図8の線9A−9Aに沿って切り取った状態の
断面図、図9(b)は図8の線9B−9Bに沿って切り
取った状態の断面図であり、シリコン基板28上に形成さ
れた絶縁層27上に感光膜25を形成した後、図7に図示さ
れたコンタクトマスク20を利用した露光及び現像工程を
通じて感光膜25をパターニングする。
【0027】この後、パターニングされた感光膜25をマ
スクとして利用し、絶縁層27を所定の深さに湿式蝕刻を
行った後、残りの厚さの絶縁層27を乾式蝕刻する。これ
により図8、図9(a)及び図9(b)に図示されたよ
うにマスク20の各ガードリングホールパターン22,23に
対応する絶縁層27には多数のガードリングホールGH1,G
H2 が各々形成され、マスク20の各コンタクトパターン2
4に対応する絶縁層27には多数のコンタクトホール26が
形成される。
【0028】ここで、絶縁層27がBPSG膜により形成
される場合、湿式蝕刻工程時、コンタクトホール26の側
壁を構成する絶縁層27の過度な蝕刻が行われ、各ガード
リングホールGH1 ,GH2 周辺の感光膜25は浮いた状態に
なる。
【0029】しかし、上述したように本実施形態による
マスク20の各ガードリングホールパターン22,23の側部
にはパターンが形成されないため図9(a)及び図9
(b)に図示されたように、或る一つのガードリングホ
ールGH1 ,GH2 の側部には感光膜25の浮き現象を誘発す
る更に他のガードリングホールは勿論形成されない。結
果的に感光膜25と絶縁層27間に充分な接触面積が存在す
るため感光膜25の損失が防止される。
【0030】
【発明の効果】上述したように本発明によるマスクを使
用することにより或る一つのガードリングホール側部に
更に他のガードリングホールが形成されないため感光膜
と絶縁層間の接触面積が増加しコンタクトホール側面を
構成する絶縁層の過度な蝕刻による感光膜の浮き現象が
防止され、完全なコンタクトホールが形成されることに
より素子の収率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なコンタクトマスクの一部分を図示した
部分平面図である。
【図2】図1に図示されたコンタクトマスクを利用した
写真(フォト)エッチング工程の実施状態を説明する他
の或る一つのダイスの部分平面図である。
【図3】図2の線3−3に沿って切り取った状態の断面
図である。
【図4】本発明の第1実施形態によるコンタクトマスク
の一部分を図示した平面図である。
【図5】図4に図示されたコンタクトマスクを利用して
写真(フォト)エッチング工程を実施した状態を説明す
るための或る一つのダイスの部分平面図である。
【図6】(a)は図5の線6A−6Aに沿って切り取っ
た状態の断面図、(b)は図5の線6B−6Bに沿って
部分を切り取った状態の断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態によるコンタクトマスク
の一部分を図示した平面図である。
【図8】図7に図示されたコンタクトマスクを利用して
写真(フォト)エッチング工程を実施した状態を説明す
るための或る一つのダイスの平面図である。
【図9】(a)は図8の線9A−9Aに沿って切り取っ
た状態の断面図、(b)は図8の線9B−9Bに沿って
切り取った状態の断面図である。
【符号の説明】
1,11,21…マスク基板 2…第1ガードリングパターン 3…第2ガードリングパターン 4,14,24…コンタクトパターン 5,15,25…感光膜 6,16,26…コンタクトホール 7,17,27…絶縁層 12…ガードリングホールパターン 13…ガードリング 22…第1ガードリングホールパターン 23…第2ガードリングホールパターン 8,18,28…シリコン基板

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子製造用コンタクトマスクにお
    いて、 光を透過する材質でなる基板と、 ウェーハに形成されたダイスの縁に対応する状態で前記
    基板に形成された多数のガードリングホールパターン
    と、 前記各ガードリングホールパターンと離隔された状態で
    前記各ガードリングホールパターンの内側に形成された
    ガードリングパターンと、 前記ガードリングパターンの内側に形成された多数のコ
    ンタクトパターンとによりなることを特徴とする半導体
    素子製造用コンタクトマスク。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記各ガードリングホールパターンは直四角形態に形成
    されることを特徴とする半導体素子製造用コンタクトマ
    スク。
  3. 【請求項3】 半導体素子製造用コンタクトマスクにお
    いて、 光が透過することができる材質でなる基板と、 ウェーハダイスの縁に対応する状態で前記基板に形成さ
    れた多数の第1ガードリングホールパターンと、 前記各第1ガードリングホールパターンの内側に形成さ
    れ、前記第1ガードリングホールパターンとは、すれ違
    いの形態に配置された多数の第2ガードリングホールパ
    ターンと、 前記各第2ガードリングホールパターンの内側に形成さ
    れた多数のコンタクトパターンでなり、前記或る一つの
    第1ガードリングホールパターンとこれに隣接する第1
    ガードリングホールパターン間に存在する基板が或る一
    つの第2ガードリングホールパターンに対応し、前記或
    る一つの第1ガードリングホールパターンは第2ガード
    リングホールパターン間の基板に対応することを特徴と
    する半導体素子製造用コンタクトマスク。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記第1及び第2ガードリングホールパターン各々は直
    四角形態に形成されることを特徴とする半導体素子製造
    用コンタクトマスク。
JP9160916A 1996-06-21 1997-06-18 半導体素子製造用コンタクトマスク Expired - Fee Related JP2855115B2 (ja)

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