JP3119021B2 - Method for forming contact hole in semiconductor device - Google Patents

Method for forming contact hole in semiconductor device

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JP3119021B2
JP3119021B2 JP05081014A JP8101493A JP3119021B2 JP 3119021 B2 JP3119021 B2 JP 3119021B2 JP 05081014 A JP05081014 A JP 05081014A JP 8101493 A JP8101493 A JP 8101493A JP 3119021 B2 JP3119021 B2 JP 3119021B2
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contact hole
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etching
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敏雄 中西
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のコンタクト
ホール形成方法に関し、より詳細には半導体集積回路製
造過程においてSiO2 膜をエッチングしてコンタクト
ホールを形成する半導体装置のコンタクトホール形成方
法に関する。
The present invention relates to an contact hole forming method for a semiconductor device, a contact hole forming method for a semiconductor device for forming a contact hole and more particularly by etching the SiO 2 film in a semiconductor integrated circuit manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体装置(半導体集積回
路)の製造においては、半導体基板の表面に形成された
SiO2 膜にコンタクトホールを形成するために、レジ
ストにマスクのパターンを転写するフォトリソグラフィ
技術と、パターン形成されたレジストをマスクとしてS
iO2 膜を加工するエッチング技術とを組み合わせた工
程が採用されている。また、前記コンタクトホールの形
成方法としては、ウエットエッチングとドライエッチン
グとを組み合わせた方法も知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices (semiconductor integrated circuits), photolithography in which a mask pattern is transferred to a resist in order to form a contact hole in an SiO 2 film formed on the surface of a semiconductor substrate. Technology and S using the patterned resist as a mask
A process combining an etching technique for processing an iO 2 film is employed. As a method for forming the contact hole, a method combining wet etching and dry etching is also known.

【0003】まず、コンタクトホールを形成するための
一般的なフォトリソグラフィ及びエッチング工程を図9
に基づいて説明する。まず最初に、Si基板31上にS
iO2 膜32を形成し、次いで感光性高分子から成るレ
ジスト33を塗布し、この後プリベークを行なってレジ
スト33中に含まれる有機溶剤を除去する(図9
(a))。次に、マスク34のパターンを露光によって
レジスト33上に転写し(図9(b))、その後レジス
ト33を現像してマスク34のパターンに対応するレジ
ストパターン33aを形成する。次に、ポストベークを
行ない、レジスト33中に含まれる水分を飛ばしてレジ
スト33を硬化させ、SiO2 膜32との密着性を高め
ておく(図9(c))。さらに、レジストパターン33
aをマスクとしてSiO2 膜32に反応性イオンエッチ
ング処理を施し、コンタクトホール35を形成する(図
9(d))。次に、不要となったレジスト33を溶かし
て除去する(図9(e))。以上のように、図9(a)
〜(e)に示したような5つの主な工程から一般的なフ
ォトリソグラフィ及びエッチング工程は構成されてい
る。
First, a general photolithography and etching process for forming a contact hole is shown in FIG.
It will be described based on. First, S on the Si substrate 31
An iO 2 film 32 is formed, a resist 33 made of a photosensitive polymer is applied, and then prebaking is performed to remove an organic solvent contained in the resist 33 (FIG. 9).
(A)). Next, the pattern of the mask 34 is transferred onto the resist 33 by exposure (FIG. 9B), and then the resist 33 is developed to form a resist pattern 33a corresponding to the pattern of the mask 34. Next, post-baking is performed to remove moisture contained in the resist 33 to harden the resist 33, thereby increasing the adhesion to the SiO 2 film 32 (FIG. 9C). Further, the resist pattern 33
A reactive ion etching process is performed on the SiO 2 film 32 using “a” as a mask to form a contact hole 35 (FIG. 9D). Next, the unnecessary resist 33 is dissolved and removed (FIG. 9E). As described above, FIG.
A general photolithography and etching process is composed of five main processes as shown in FIGS.

【0004】次に、図10に基づいてウエットエッチン
グとドライエッチングとを組み合わせた方法について説
明する。この方法ではまず最初に、Si基板41上にS
iO2 膜42を形成し、さらにSiO2 膜42上に感光
性高分子から成るレジスト43を塗布する。この後、プ
リベークを行なってレジスト43中に含まれる有機溶剤
を除去し、マスク上のパターン(図示せず)を露光によ
ってレジスト43上に転写してから現像する。次に、ポ
ストベークを行なってレジスト43を硬化させ、下地と
の密着性を高めておく(図10(a))。さらに、レジ
スト43をマスクとし、例えば10:1BHF溶液(H
F、HNO3 、H2 Oの混合液)を用いたウエットエッ
チングにより、SiO2 膜42の上部に等方的エッチン
グを施して面取りを行なう(図10(b))。この後、
ドライエッチングにより異方的エッチングを施し、Si
2 膜42に面取りされたパターンを形成する(図10
(c))。次に、不要となったレジスト43を溶かして
除去すれば椀形のコンタクトホール45が得られる(図
10(d))。
Next, a method of combining wet etching and dry etching will be described with reference to FIG. In this method, first, S
An iO 2 film 42 is formed, and a resist 43 made of a photosensitive polymer is applied on the SiO 2 film 42. Thereafter, prebaking is performed to remove the organic solvent contained in the resist 43, and a pattern (not shown) on the mask is transferred onto the resist 43 by exposure, and then developed. Next, post-baking is performed to harden the resist 43 to increase the adhesion to the base (FIG. 10A). Further, using the resist 43 as a mask, for example, a 10: 1 BHF solution (H
The upper portion of the SiO 2 film 42 is isotropically etched by wet etching using a mixed solution of F, HNO 3 and H 2 O (see FIG. 10B). After this,
Anisotropic etching by dry etching
A chamfered pattern is formed on the O 2 film 42 (FIG. 10).
(C)). Next, by dissolving and removing the unnecessary resist 43, a bowl-shaped contact hole 45 is obtained (FIG. 10D).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置にお
いては、配線等の微細化に伴い、1μm以下のパターン
を得る必要が大きくなってきており、これとともにパタ
ーンの高アスペクト化が進んできている。
In recent years, in a semiconductor device, it has become necessary to obtain a pattern of 1 μm or less in accordance with the miniaturization of wirings and the like, and with this, the aspect of the pattern has been increased. .

【0006】図9に示したフォトリソグラフィ及びエッ
チング工程においては、矩形形状のレジストパターン3
3aが形成される。このため、レジストパターン33a
が1μm以下の配線間のスペースやコンタクトホール径
等のエッチングされるべき幅(以下、パターンサイズと
いう)を有している場合、エッチングの際に以下のよう
な課題があった。すなわち、このようにパターンサイズ
が小さい場合、矩形形状のレジストパターン33aの上
部の角部によってエッチングガスイオンのパターン内へ
の流入が妨げられ、エッチングガスイオンがSiO2
32まで侵入しにくくなり、また侵入できても、前記イ
オンとSiO2 膜32との反応生成物が開口部から外に
出にくくなる。このため、エッチング速度が遅くなる。
図11は無限大のパターンサイズにおけるエッチレート
を1として、パターンサイズと規格化したエッチレート
との関係を示したグラフである。図11から、1μm以
下の小さなパターンサイズではパターンサイズが小さく
なるにしたがってエッチレートが次第に小さくなること
が分かる。このため、例えば2.0μmサイズのパター
ンと、0.8μm及び0.6μmサイズの小さなパター
ンとが1つのレジストパターンに存在する場合(図12
(a))、2.0μmサイズのパターンがジャストエッ
チングされた時点でエッチング処理を止めると、0.8
μm及び0.6μmサイズのパターンではエッチングが
不十分となる(図12(b))。また、0.6μmサイ
ズの部分が十分エッチングされるまでエッチング処理を
施すと、2.0μmサイズのパターン部分ではエッチン
グが進み過ぎてしまう。したがって、上記したいわゆる
マイクロローディング効果によるエッチング不良が生
じ、均一なエッチングが行なえず、所望のパターンサイ
ズを得ることができないという課題があった。
In the photolithography and etching steps shown in FIG. 9, a rectangular resist pattern 3 is formed.
3a is formed. For this reason, the resist pattern 33a
Has a width to be etched (hereinafter referred to as a pattern size) such as a space between wirings and a contact hole diameter of 1 μm or less, there are the following problems at the time of etching. That is, when the pattern size is small as described above, the upper corners of the rectangular resist pattern 33a prevent the flow of the etching gas ions into the pattern, and the etching gas ions hardly penetrate into the SiO 2 film 32, Even if the ions can enter, it is difficult for the reaction product of the ions and the SiO 2 film 32 to come out of the opening. For this reason, the etching rate decreases.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pattern size and the normalized etch rate, where the etch rate at an infinite pattern size is 1. From FIG. 11, it can be seen that for a small pattern size of 1 μm or less, the etch rate gradually decreases as the pattern size decreases. For this reason, for example, when a pattern having a size of 2.0 μm and small patterns having a size of 0.8 μm and 0.6 μm are present in one resist pattern (FIG. 12).
(A)), when the etching process is stopped when the 2.0 μm-sized pattern is just etched, 0.8
Etching becomes insufficient with patterns having a size of μm and 0.6 μm (FIG. 12B). Also, if the etching process is performed until the 0.6 μm size portion is sufficiently etched, the etching proceeds excessively in the 2.0 μm size pattern portion. Therefore, there is a problem that etching failure occurs due to the so-called microloading effect, uniform etching cannot be performed, and a desired pattern size cannot be obtained.

【0007】また、コンタクトホール35のアスペクト
比が大きい場合、コンタクトホール35に配線材料36
を埋め込んだ際(図13)、段差部での埋め込み特性が
悪くなり、段差部における配線材料36の膜厚が薄くな
り、b/aの値が小さくなる。したがって、配線の段差
被覆性が悪くなり、導通不良を生じる確率が高なってし
まうという課題があった。
When the aspect ratio of the contact hole 35 is large, a wiring material 36 is formed in the contact hole 35.
Is embedded (FIG. 13), the embedding characteristics in the stepped portion are deteriorated, the film thickness of the wiring material 36 in the stepped portion is reduced, and the value of b / a is reduced. Therefore, there is a problem that the step coverage of the wiring is deteriorated, and the probability of causing a conduction failure is increased.

【0008】一方、ウエットエッチングとドライエッチ
ングとを併用する方法においても、レジスト43のパタ
ーンが矩形形状を有するため、ドライエッチングを行な
う際、パターンの角部によりエッチングガスイオンのS
iO2 膜42への侵入や反応生成物の放出が阻害され、
マイクロローディング効果によるエッチング不良が生
じ、均一なエッチングが行なえず、所望のパターンサイ
ズを得ることができないという課題があった。
On the other hand, in the method using both wet etching and dry etching, since the pattern of the resist 43 has a rectangular shape, when dry etching is performed, the etching gas ion S
Intrusion into the iO 2 film 42 and release of reaction products are inhibited,
There is a problem that etching failure occurs due to the microloading effect, uniform etching cannot be performed, and a desired pattern size cannot be obtained.

【0009】また、この方法ではウエットエッチングに
よる等方的なエッチング工程を加えることにより、椀形
のコンタクトホール45が形成され、この椀形のコンタ
クトホール45の上部は大きく開口しており、段差部の
傾斜がなだらかであるため、実質的なアスペクト比が小
さくなる。このため、図14に示したように配線材料4
6を埋め込む際の埋め込み特性が良くなり、b/aの値
が大きくなり、配線の段差被覆性は良好となるが、反面
ウエットエッチングを施す工程が増加してしまうという
課題があった。
Further, in this method, a bowl-shaped contact hole 45 is formed by adding an isotropic etching step by wet etching, and the upper portion of the bowl-shaped contact hole 45 is largely opened, and a stepped portion is formed. Is gentle, so that the substantial aspect ratio is reduced. Therefore, as shown in FIG.
6 is improved, the value of b / a is increased, and the step coverage of the wiring is improved. However, there is a problem that the number of steps of wet etching increases.

【0010】さらに、レジスト43とSiO2 膜42と
の密着性が悪いと、レジスト43とSiO2 膜42との
界面から水平方向にエッチング液が染み込み、横方向に
エッチングが拡がってしまう。したがって、再現性、制
御性が悪くなるとともに微細加工上も不利になるという
課題があった。
Further, if the adhesion between the resist 43 and the SiO 2 film 42 is poor, the etching solution permeates in the horizontal direction from the interface between the resist 43 and the SiO 2 film 42, and the etching spreads in the horizontal direction. Therefore, there has been a problem that reproducibility and controllability are deteriorated, and disadvantages also occur in fine processing.

【0011】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、パターンサイズが1μm以下であっても
工程を増やすことなく配線の段差被覆性を良好なものに
しながらもマイクロローディング効果によるエッチング
不良を防止することができ、再現性および制御性に優れ
た所望のパターンを有するコンタクトホールを形成する
ことができる半導体装置のコンタクトホール形成方法を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a micro-loading effect while improving the step coverage of wiring without increasing the number of steps even if the pattern size is 1 μm or less. It is an object of the present invention to provide a method for forming a contact hole in a semiconductor device, which can prevent a poor etching and can form a contact hole having a desired pattern excellent in reproducibility and controllability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る半導体装置のコンタクトホール形成方法
は、基板上にSiO2 膜を形成し、該SiO2 膜上にレ
ジストを後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生
じるように膜厚を制御して塗布し、前記レジストに全面
露光及びマスク露光を施して現像し、椀形のレジストパ
ターンを形成した後に前記SiO2 膜に反応性イオンエ
ッチングを施す半導体装置のコンタクトホール形成方法
であって、前記マスク露光に1μm以下のパターンサイ
ズを有するマスクを用いることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method of forming a contact hole in a semiconductor device according to the present invention comprises forming an SiO 2 film on a substrate, and exposing a resist on the SiO 2 film. In the step, coating is performed by controlling the film thickness so that a node of a standing wave is generated on the resist surface, and the resist is subjected to overall exposure and mask exposure and developed, and after forming a bowl-shaped resist pattern, the SiO 2 film is formed. And forming a contact hole in the semiconductor device by performing reactive ion etching on the mask, wherein a mask having a pattern size of 1 μm or less is used for the mask exposure.

【0013】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、全面露光またはマスク露光の
後にPEB(Post Exposure Bake)処理を施すことを特
徴としている。
Further, in the above-described method for forming a contact hole in a semiconductor device, a PEB (Post Exposure Bake) process is performed after the entire surface exposure or the mask exposure.

【0014】[0014]

【作用】レジスト中のインヒビタ(現像抑制剤)は前記
レジストが露光されることにより分解されるので、全面
露光の強度を調整すれば該レジストの表面のみが強く露
光され、インヒビタ濃度は小さくなり、現像可能状態と
なる。また、深い部分になるにしたがって露光された光
強度が弱まった状態となり、インヒビタ濃度は大きくな
り現像不可能状態となる。つまり、前記全面露光後のイ
ンヒビタ濃度は前記レジストの表面から深くなるにつれ
て大きくなるという濃度分布を示す。
Since the inhibitor (development inhibitor) in the resist is decomposed by exposing the resist, if the intensity of the entire exposure is adjusted, only the surface of the resist is strongly exposed, and the inhibitor concentration is reduced. It becomes ready for development. Further, as the depth becomes deeper, the intensity of the exposed light becomes weaker, the inhibitor density becomes higher, and the development becomes impossible. That is, the inhibitor concentration after the entire surface exposure shows a concentration distribution in which the inhibitor concentration increases as the depth from the surface of the resist increases.

【0015】また、1μm以下のパターンサイズを有す
るマスクを用いてマスク露光を行なうと、前記マスク露
光では開口部のみから光が前記レジストに照射され、前
記開口部における光強度分布は表面部に近いほど現像に
より溶解可能な状態が大きく拡がった状態となる。
Further, when mask exposure is performed using a mask having a pattern size of 1 μm or less, in the mask exposure, light is irradiated to the resist only from the opening, and the light intensity distribution in the opening is close to the surface. The more the state that can be dissolved by the development, the larger the state.

【0016】ところで、露光の際に該レジスト中に定在
波が発生する場合、通常反射面での定在波は節となり、
以下等間隔で腹と節とが交互に存在し、定在波の周期L
はL=λ/2n[Å](露光波長をλ[Å]、レジスト
の屈折率をnとする)となる。前記レジスト表面に定在
波の節がきた場合、前記レジスト表面は溶解されにくく
なり、現像後には断面形状が図1に示したような椀形形
状のレジストパターン13aが形成されることとなる。
By the way, when a standing wave is generated in the resist at the time of exposure, the standing wave on the reflecting surface usually becomes a node,
In the following, antinodes and nodes alternate at equal intervals, and the period of the standing wave L
Is L = λ / 2n [Å] (the exposure wavelength is λ [Å] and the refractive index of the resist is n). When a node of the standing wave comes on the resist surface, the resist surface is hardly dissolved, and after development, a bowl-shaped resist pattern 13a having a cross-sectional shape as shown in FIG. 1 is formed.

【0017】このように、基板11上にSiO2 膜12
を形成し、SiO2 膜12上にレジストを後の露光工程
で定在波の節がレジスト表面に生じるように膜厚を制御
して塗布し、前記レジストに全面露光及び1μm以下の
パターンサイズを有する前記マスクを用いたマスク露光
を施して現像することにより、1μm以下のパターンサ
イズを有する制御性、再現性に優れた椀形のレジストパ
ターン13aを形成することが可能となる。
As described above, the SiO 2 film 12 is formed on the substrate 11.
Is formed, and a resist is applied on the SiO 2 film 12 by controlling the film thickness so that a node of a standing wave is generated on the resist surface in a subsequent exposure step, and the resist is entirely exposed and has a pattern size of 1 μm or less. By performing mask exposure using the mask and developing the resist, a bowl-shaped resist pattern 13a having a pattern size of 1 μm or less and excellent in controllability and reproducibility can be formed.

【0018】さらに、このような椀形のレジストパター
ン13aを用いてSiO2 膜12に反応性イオンエッチ
ング処理を施すと、レジストパターン13aの開口部が
なだらかに広がっているため、イオンがSiO2 膜12
まで侵入しやすくなり、前記イオンとSiO2 膜12と
の反応生成物も前記開口部から外に出やすくなる。この
ため、マイクロローディング効果によるエッチング不良
が防止され、エッチレートの低下が抑制されることとな
る。つまり、パターンサイズが小さくなっても均一で確
実なエッチングが行なわれるようになり、パターン形成
の精度が高くなり、所望の微細なパターンを有する椀形
のコンタクトホールを形成することが可能となる。
Furthermore, when a reactive ion etching the SiO 2 film 12 using the resist pattern 13a in such a bowl-shaped subjected, since the opening of the resist pattern 13a is spread gently, ions SiO 2 film 12
, And the reaction product of the ions and the SiO 2 film 12 also easily comes out of the opening. For this reason, etching failure due to the microloading effect is prevented, and a decrease in the etch rate is suppressed. That is, even if the pattern size is reduced, uniform and reliable etching is performed, the precision of pattern formation is increased, and a bowl-shaped contact hole having a desired fine pattern can be formed.

【0019】また、該コンタクトホールにあっては、レ
ジストパターン13aの側面底部が直線的であることに
より、優れた線幅制御性を有することとなる。また、オ
ーバーエッチングとなってもホール側面底部の直線性が
保たれ、優れた線幅制御性が発揮されることとなる。
In the contact hole, since the bottom of the side surface of the resist pattern 13a is linear, excellent line width controllability is obtained. In addition, even if overetching occurs, the linearity of the bottom of the hole side surface is maintained, and excellent line width controllability is exhibited.

【0020】さらに、ウエットエッチングによる等方的
なエッチング工程を加えることなく、椀形のレジストパ
ターン13aが形成されるため、工程が増加することが
ない。
Further, since the bowl-shaped resist pattern 13a is formed without adding an isotropic etching step by wet etching, the number of steps does not increase.

【0021】そのうえ、前記コンタクトホールの開口部
が図2に示したようになだらかに広がっていることによ
り、コンタクトホール15が1μm以下のパターンサイ
ズを有していても実質的なアスペクト比が小さくなり、
後の工程でコンタクトホール15に配線材料16を埋め
込んだ場合、段差部における配線材料16も十分な厚み
を有することとなり、b/aの値が大きくなる。したが
って、配線の段差被覆性が良好となり、導通不良が防止
されることとなる。
In addition, since the opening of the contact hole is gradually widened as shown in FIG. 2, even if the contact hole 15 has a pattern size of 1 μm or less, the substantial aspect ratio becomes small. ,
When the wiring material 16 is buried in the contact hole 15 in a later step, the wiring material 16 at the step portion also has a sufficient thickness, and the value of b / a increases. Therefore, the step coverage of the wiring is improved, and the poor conduction is prevented.

【0022】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、露光波長が単一波長の場合、
定在波の影響で下地膜に対して垂直方向にλ/4n
(λ;波長,n;屈折率)周期で光の強度が変化するこ
とによって、レジスト13の側壁に波状模様が現われる
場合がある(図3(a))。しかし前記波状模様も、全
面露光またはマスク露光の後にPEB処理を施すことに
よって滑らかになり(図3(b))、前記定在波の影響
を緩和することが可能となる。また、前記全面露光及び
前記マスク露光後におけるレジスト13中のインヒビタ
濃度分布がなだらかになり、線幅の制御が容易となる。
このため、表面がなめらかな椀形のレジストパターン1
3aが形成され、エッチング後のコンタクトホール15
のパターン制御性をさらに向上させることが可能とな
る。
In the above-described method for forming a contact hole in a semiconductor device, when the exposure wavelength is a single wavelength,
Due to the effect of standing wave, λ / 4n perpendicular to the underlayer
When the light intensity changes at a period of (λ; wavelength, n: refractive index), a wavy pattern may appear on the side wall of the resist 13 (FIG. 3A). However, the wavy pattern is also smoothed by performing the PEB process after the entire surface exposure or the mask exposure (FIG. 3B), and the effect of the standing wave can be reduced. In addition, the inhibitor concentration distribution in the resist 13 after the entire surface exposure and the mask exposure becomes gentle, and the line width can be easily controlled.
Therefore, a bowl-shaped resist pattern 1 with a smooth surface
3a are formed, and the contact hole 15 after etching is formed.
Can be further improved.

【0023】しかも、前記マスク露光の前に前記PEB
処理を施した場合は、前記マスク露光における光が入射
し易くなるため、マスク露光量を小さく見積もることも
可能となり、また前記マスク露光時における光の定在波
の影響も緩和されることとなる。
In addition, before the mask exposure, the PEB
In the case where the processing is performed, light in the mask exposure is easily incident, so that the mask exposure amount can be estimated to be small, and the influence of the standing wave of the light during the mask exposure is also reduced. .

【0024】[0024]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る半導体装置の
コンタクトホール形成方法の実施例及び比較例を図面に
基づいて説明する。図4(a)〜(e)は実施例に係る
半導体装置のコンタクトホール形成方法を説明するため
の各工程を示した模式的断面図である。
Examples and Comparative Examples Examples and comparative examples of a method for forming a contact hole in a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 4A to 4E are schematic cross-sectional views showing respective steps for explaining a method of forming a contact hole in a semiconductor device according to an example.

【0025】まず、基板11上にSiO2 膜12を形成
し、次いでSiO2 膜12上にPFX15(住友化学工
業(株)製)などのレジスト13を、レジスト13中に
発生する定在波の節付近がレジスト13表面に位置する
ような、例えば約12000Åの膜厚でスピンコートす
る(図4(a))。下記の表1は定在波が生じるレジス
ト膜厚とレジスト13表面での定在波の状態との関係を
示している。このことを利用して定在波の節付近がレジ
スト13表面に位置するようにレジスト13の膜厚を制
御する。例えば、レジスト13の屈折率を1.64、露
光波長を4360Å(g線)とすると定在波の周期は約
1330Åとなる。SiO2 膜12面では定在波は節に
なるから、膜厚が約(1330k)Å,kは自然数;
(表1参照)ならばレジスト13表面の定在波は節とな
る。
First, an SiO 2 film 12 is formed on a substrate 11, and then a resist 13 such as PFX 15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is formed on the SiO 2 film 12 by using a standing wave generated in the resist 13. Spin coating is performed to a thickness of, for example, about 12000 ° so that the vicinity of the node is located on the surface of the resist 13 (FIG. 4A). Table 1 below shows the relationship between the resist film thickness at which a standing wave occurs and the state of the standing wave on the surface of the resist 13. By utilizing this fact, the thickness of the resist 13 is controlled so that the vicinity of the node of the standing wave is located on the surface of the resist 13. For example, when the refractive index of the resist 13 is 1.64 and the exposure wavelength is 4360 ° (g-line), the period of the standing wave is about 1330 °. Since the standing wave becomes a node on the surface of the SiO 2 film 12, the film thickness is about (1330 k) Å, k is a natural number;
(See Table 1), the standing wave on the surface of the resist 13 becomes a node.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】この後プリベークを行なってレジスト13
中に含まれる有機溶剤を除去する(図4(a))。次
に、レジスト13上にステッパーで115mJ/cm2
の量のg線(4360Å)を全面に露光する(図4
(b))。この時の露光量はレジスト13が全部露光し
てしまわない程度、すなわち一定の膜厚を残す程度の露
光量である。また、露光にはg線(4360Å)を用い
たが、g線の他h線(4050Å)、i線(3650
Å)、KrF(2490Å)、ArF(1930Å)な
どの単一波長の露光源を用いることができる。
Thereafter, a pre-bake is performed to form a resist 13
The organic solvent contained therein is removed (FIG. 4A). Next, 115 mJ / cm 2 is applied on the resist 13 with a stepper.
G-line (4360 °) is exposed on the entire surface (FIG. 4).
(B)). The exposure amount at this time is such that the resist 13 is not completely exposed, that is, an exposure amount that leaves a constant film thickness. In addition, g-line (4360 °) was used for exposure, but in addition to g-line, h-line (4050 °) and i-line (3650 °)
Å), KrF (2490 °), ArF (1930 °), and other single-wavelength exposure sources can be used.

【0028】続いて、1μm以下のパターンサイズを有
するマスク14を用いてステッパーで露光してマスク露
光を行なう(図4(c))。この時の露光量はマスク1
4通りの寸法が得られる量で45mJ/cm2 である。
Subsequently, mask exposure is performed by exposing with a stepper using a mask 14 having a pattern size of 1 μm or less (FIG. 4C). The exposure amount at this time is mask 1
It is 45 mJ / cm 2 in such an amount that four dimensions can be obtained.

【0029】次に、現像を行ない、この後115℃で1
20秒間ポストベークを行ない、レジスト13中に含ま
れる水分を飛ばしてレジスト13を硬化させ、SiO2
膜12との密着性を高めておく。こうしてマスク14に
対応する椀形のレジストパターン13aを形成する(図
4(d))。さらに、この椀形のレジストパターン13
aをマスクとしてSiO2 膜12に反応性イオンエッチ
ング処理を施してコンタクトホール15を形成し(図4
(e))、不要となったレジストパターン13aを除去
する(図4(f))。
Next, development was carried out.
Performed for 20 seconds post-baking, the resist 13 is cured by skipping the water contained in the resist 13, SiO 2
The adhesion to the film 12 is increased. Thus, a bowl-shaped resist pattern 13a corresponding to the mask 14 is formed (FIG. 4D). Furthermore, this bowl-shaped resist pattern 13
The contact hole 15 is formed by performing a reactive ion etching process on the SiO 2 film 12 using “a” as a mask.
(E)), the unnecessary resist pattern 13a is removed (FIG. 4 (f)).

【0030】上記エッチング処理は、Ar(350scc
m)を希釈ガスとしたCF4 及びCHF3 の混合ガスを
用い、図5に示した装置を使用してRFパワー:850
W、電極間距離:1.0cm、試料温度:−30℃、圧
力500mTorrの条件下で行なった。
The above etching process is performed using Ar (350 sccc).
m) as a diluent gas, using a mixed gas of CF 4 and CHF 3 , and using the apparatus shown in FIG.
W, the distance between the electrodes: 1.0 cm, the sample temperature: −30 ° C., and the pressure: 500 mTorr.

【0031】図中21は上部電極を、22は下部電極
を、23は高周波電源を、24はガス導入口を、25は
ウエハをそれぞれ示している。
In the figure, 21 indicates an upper electrode, 22 indicates a lower electrode, 23 indicates a high frequency power supply, 24 indicates a gas inlet, and 25 indicates a wafer.

【0032】なお、上記した混合ガスにエッチングガス
としてO2 を添加しても良い。
Incidentally, O 2 may be added as an etching gas to the above mixed gas.

【0033】また、上記実施例の場合は希釈ガスとして
Arを用いているが、希釈ガスとしてはその他He等を
用いることもできる。
In the above embodiment, Ar is used as the diluent gas, but He or the like may be used as the diluent gas.

【0034】図6は実施例に係る混合ガスにおけるCF
4 とCHF3 との混合比を変化させてエッチングを行な
い、混合比とSiO2 及びレジストのエッチングレート
との関係を調べた結果と、混合比とSiO2 のレジスト
に対する選択比との関係を調べた結果とを示したもので
ある。
FIG. 6 shows CF in the mixed gas according to the embodiment.
Etching was performed by changing the mixing ratio of 4 and CHF 3, and the result of examining the relationship between the mixing ratio and the etching rate of SiO 2 and resist and the relationship between the mixing ratio and the selectivity of SiO 2 to the resist were examined. FIG.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】表2はエッチング時に図6における選択比
が小さい混合ガスを用いて形成された実施例に係るコン
タクトホール15(図7(a))と、図6における選択
比が大きい混合ガスを用いて形成された実施例に係るコ
ンタクトホール15(図7(b))と、従来のフォトリ
ソグラフィ及びエッチング工程により形成された比較例
に係るコンタクトホール35(図9)と、従来のウエッ
トエッチングとドライエッチングとを併用する方法によ
り形成された比較例に係るコンタクトホール45(図1
0)とにおいて、工程数、マイクロローディング効果に
よる影響の有無、線幅制御性及び配線の段差被覆性を調
べた結果を示したものである。
Table 2 shows that the contact hole 15 (FIG. 7A) according to the embodiment formed by using a gas mixture having a small selectivity in FIG. 6 during etching and a gas mixture having a large selectivity in FIG. The contact hole 15 (FIG. 7B) according to the example formed by the conventional method, the contact hole 35 (FIG. 9) according to the comparative example formed by the conventional photolithography and etching process, and the conventional wet etching and dry A contact hole 45 according to a comparative example formed by a method using etching together (see FIG. 1)
0) shows the results of examining the number of processes, the presence / absence of the influence of the microloading effect, the line width controllability, and the wiring step coverage.

【0037】表2から明らかなように、比較例に係るコ
ンタクトホール35においては、マイクロローディング
効果による影響が有り、また段差被覆性がかなり悪くな
っており、また比較例に係るコンタクトホール45にお
いても、マイクロローディング効果による影響が有り、
かつ段差被覆性も悪くなっているうえ、工程数も多い。
しかし、選択比が小さい混合ガスを用いて形成された実
施例に係るコンタクトホール15においては、線幅制御
性に優れ、かつ工程が増加せず、しかもマイクロローデ
ィング効果による影響も無くなり、そのうえ段差被覆性
も大幅に向上している。また、選択比が大きい混合ガス
を用いた実施例に係るコンタクトホール15において
も、工程数が増加せず、しかもマイクロローディング効
果による影響も無くなり、かつ線幅制御性に優れてお
り、すべての点で優れていることを確認することができ
た。
As is clear from Table 2, the contact hole 35 according to the comparative example is affected by the microloading effect, the step coverage is considerably deteriorated, and the contact hole 45 according to the comparative example is also poor. , Affected by micro loading effect,
In addition, the step coverage is poor and the number of steps is large.
However, in the contact hole 15 according to the embodiment formed using the mixed gas having a small selectivity, the line width controllability is excellent, the number of steps is not increased, and the influence of the microloading effect is eliminated. The performance has also been greatly improved. Also, in the contact hole 15 according to the embodiment using the mixed gas having a high selectivity, the number of steps is not increased, the influence of the microloading effect is eliminated, and the line width controllability is excellent. It was able to confirm that it was excellent.

【0038】また、図8(a)は通常のエッチングが施
された実施例に係るコンタクトホール15を示した模式
的断面図であり、図8(b)はオーバーエッチングとな
った実施例に係るコンタクトホール15を示した模式的
断面図である。図8から明らかなように、コンタクトホ
ール15においては、オーバーエッチングとなった場合
でもホール側面底部の直線性が保たれており、優れた線
幅制御性を発揮させることができることを確認すること
ができた。
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing a contact hole 15 according to the embodiment subjected to normal etching, and FIG. 8B is a sectional view according to the embodiment subjected to over-etching. FIG. 3 is a schematic sectional view showing a contact hole 15. As is clear from FIG. 8, it is confirmed that even in the case of over-etching, the contact hole 15 maintains the linearity of the bottom of the side surface of the hole and can exhibit excellent line width controllability. did it.

【0039】以上説明したように実施例に係る半導体装
置のコンタクトホール形成方法にあっては、全面露光の
際の、露光量の調整により、レジスト13は表面部のみ
強く感光し、深くなるにしたがって弱く感光した状態と
なる。マスク露光では開口部が強く感光されるが、レジ
スト13の深さ方向に対しても感光され、その強度は深
さに応じて弱くなる。つまり、前記全面露光後のインヒ
ビタ濃度はレジスト13表面から深くなるにつれて大き
くなるという濃度分布を示し、インヒビタ濃度が大きく
なるほど現像による溶解が不可能となる。
As described above, in the method of forming a contact hole in a semiconductor device according to the embodiment, the resist 13 is strongly exposed only at the surface portion by adjusting the exposure amount during the entire surface exposure, and as the depth increases, the resist 13 becomes deeper. It is in a state of light exposure. In the mask exposure, the opening is strongly exposed, but is also exposed in the depth direction of the resist 13, and the intensity becomes weaker according to the depth. That is, the inhibitor concentration after the entire surface exposure shows a concentration distribution that increases as the depth from the surface of the resist 13 increases, and the dissolution by development becomes more impossible as the inhibitor concentration increases.

【0040】この時、レジスト13をSiO2 膜12上
に後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生じるよ
うに膜厚を制御して塗布し、さらに全面露光後、レジス
ト13上から1μm以下のパターンサイズを有するマス
ク14を用いてマスク露光を行なう。これら全面露光と
マスク露光との組み合わせにより、レジスト13は椀状
の強度分布を有して感光し、1μm以下のサイズの小さ
なレジストパターン13aを制御性、再現性の良い椀形
形状にしておくことができる。
At this time, a resist 13 is applied on the SiO 2 film 12 by controlling the film thickness so that a node of a standing wave is formed on the resist surface in a later exposure step. Mask exposure is performed using a mask 14 having a pattern size of 1 μm or less. The resist 13 is exposed with a bowl-shaped intensity distribution by a combination of the entire surface exposure and the mask exposure, and the small resist pattern 13a having a size of 1 μm or less is formed into a bowl shape having good controllability and reproducibility. Can be.

【0041】また、レジストパターン13aが椀形形状
を有していることにより、後のエッチング工程におい
て、エッチングガスイオンがSiO2 膜12まで侵入し
やすくなり、マイクロローディング効果の影響によるエ
ッチング不良を防止し、エッチレートの低下を抑制する
ことができる。このため、サイズが1μm以下のパター
ンが含まれていても、均一なエッチングが可能となり、
パターン形成の精度を高めることができ、所望の微細な
椀形のコンタクトホール15を形成することができる。
Further, since the resist pattern 13a has a bowl shape, etching gas ions can easily enter the SiO 2 film 12 in a subsequent etching step, thereby preventing defective etching due to the effect of the microloading effect. In addition, a decrease in the etch rate can be suppressed. For this reason, even if a pattern having a size of 1 μm or less is included, uniform etching becomes possible,
The precision of pattern formation can be improved, and a desired fine bowl-shaped contact hole 15 can be formed.

【0042】また、コンタクトホール15にあっては、
ホール側面底部が直線的であることにより、線幅制御性
を向上させることができる。また、オーバーエッチング
となってもホール側面底部の直線性を保つことができ、
優れた線幅制御性が維持される。
In the contact hole 15,
Since the bottom of the hole side surface is straight, line width controllability can be improved. Also, even if over-etching, the linearity of the bottom of the hole side surface can be maintained,
Excellent line width controllability is maintained.

【0043】さらに、コンタクトホール15の開口部が
なだらかに広がっていることにより、コンタクトホール
15が1μm以下のパターンサイズを有していても実質
的なアスペクト比が小さくなる。このため、後の工程で
コンタクトホール15に配線材料を埋め込んだ場合、段
差部においても前記配線材料に十分な厚みを与えること
ができ、b/aの値が大きくなり、配線の段差被覆性が
良好となり、導通不良を防止することができる。
Further, since the opening of the contact hole 15 is gradually widened, the substantial aspect ratio is reduced even if the contact hole 15 has a pattern size of 1 μm or less. For this reason, when the wiring material is buried in the contact hole 15 in a later step, a sufficient thickness can be given to the wiring material even at the step portion, the value of b / a increases, and the step coverage of the wiring increases. It becomes good and can prevent conduction failure.

【0044】また、別の実施例に係る半導体装置のコン
タクトホール形成方法は図4に示した実施例に係る半導
体装置のコンタクトホール形成方法と基本的に同様の工
程を有するが、マスク露光(図4(c))の後にPEB
処理(熱処理)を施す点で相違している。
The method for forming a contact hole in a semiconductor device according to another embodiment has basically the same steps as the method for forming a contact hole in the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. PEB after 4 (c))
The difference is that a treatment (heat treatment) is performed.

【0045】露光波長が単一波長の場合、定在波の影響
で、光強度がλ/4n(λ:波長,n:屈折率)周期で
変わることにより、レジストパターン13aの側壁に波
状模様が現れる場合がある。上記した別の実施例では定
在波の影響を緩和するためマスク露光後にPEB処理を
施し、レジスト13中のインヒビタの波状濃度分布をな
だらかにして現像する。その結果、滑らかなレジストパ
ターン13aを形成することができる。図4に示したよ
うな工程によれば、前記PEB処理を施さなくても、椀
形のレジストパターン13aを形成することができる
が、PEB処理を施したほうが形状制御の点からはより
好ましい。
When the exposure wavelength is a single wavelength, the light intensity changes at a period of λ / 4n (λ: wavelength, n: refractive index) due to the effect of the standing wave, so that a wavy pattern is formed on the side wall of the resist pattern 13a. May appear. In the above-described another embodiment, PEB processing is performed after mask exposure in order to mitigate the influence of standing waves, and the resist 13 is developed so that the wavy density distribution of the inhibitor is gentle. As a result, a smooth resist pattern 13a can be formed. According to the process as shown in FIG. 4, the bowl-shaped resist pattern 13a can be formed without performing the PEB process, but the PEB process is more preferable in terms of shape control.

【0046】さらに別の実施例に係る半導体装置のコン
タクトホール形成方法は図4に示した実施例に係る半導
体装置のコンタクトホール形成方法と基本的に同様の工
程を有するが、全面露光(図4(b))の後にPEB処
理(熱処理)を施す点で相違している。
The method for forming a contact hole in a semiconductor device according to still another embodiment has basically the same steps as the method for forming a contact hole in the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. The difference is that a PEB treatment (heat treatment) is performed after (b)).

【0047】上記したさらに別の実施例に係る半導体装
置のコンタクトホール形成方法にあっては、全面露光後
にPEB処理を施してマスク露光を行なっている。全面
露光の際の露光量の調整により、レジスト13は表面部
のみが強く感光し、深くなるにしたがって弱く感光する
ので、前記全面露光後のインヒビタ濃度はレジスト13
表面から深くなるにつれて大きくなるという濃度分布を
示し、インヒビタ濃度が大きくなるほど現像による溶解
が不可能となっている。この状態で、PEB処理を施す
ことにより、レジスト13中のインヒビタ濃度の分布を
なだらかにすることができる。また、レジスト13中に
おける光の透過率も変化し、マスク露光における光が入
射し易くなるためマスク露光量を小さく見積もることも
でき、さらにはマスク露光時における光の定在波の影響
も緩和することができる。
In the method of forming a contact hole in a semiconductor device according to the above-described still another embodiment, a mask exposure is performed by performing a PEB process after the entire surface exposure. By adjusting the exposure amount at the time of the whole surface exposure, only the surface portion of the resist 13 is strongly exposed and becomes weaker as the resist 13 becomes deeper.
The concentration distribution increases as the depth increases from the surface. As the inhibitor concentration increases, dissolution by development becomes impossible. By performing the PEB process in this state, the distribution of the inhibitor concentration in the resist 13 can be made gentle. Further, the transmittance of light in the resist 13 also changes, so that light in mask exposure becomes easy to enter, so that the amount of mask exposure can be underestimated, and further, the effect of standing waves of light during mask exposure is reduced. be able to.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る半導体
装置のコンタクトホール形成方法においては、半導体装
置を製造する際のフォトリソグラフィ工程において、基
板上にSiO2 膜を形成し、該SiO2 膜上にレジスト
を後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生じるよ
うに膜厚を制御して塗布し、前記レジストに全面露光を
行なった後に1μm以下のパターンサイズのマスクを用
いたマスク露光を行なった後に現像することにより、サ
イズの小さなレジストパターンを制御性、再現性の良い
椀形形状にしておくことができる。これにより、後の反
応性イオンエッチング工程におけるイオンの前記SiO
2 膜への侵入や反応生成物の拡散を容易にすることがで
き、マイクロローディング効果の影響によるエッチング
不良を防止することができ、エッチレートの低下を抑制
することができる。したがって、1μm以下のパターン
サイズが含まれていても、均一なエッチングが可能とな
り、パターン形成の精度を高めることができ、所望の微
細な椀形のコンタクトホールを形成することができる。
In the contact hole forming method for a semiconductor device according to the present invention as described in detail above, in the photolithography step in manufacturing a semiconductor device, a SiO 2 film is formed on a substrate, the SiO 2 A resist was applied on the film by controlling the film thickness so that a node of a standing wave was formed on the resist surface in a subsequent exposure step, and after exposing the entire surface of the resist, a mask having a pattern size of 1 μm or less was used. By developing after performing the mask exposure, a resist pattern having a small size can be formed into a bowl shape having good controllability and reproducibility. Thereby, the SiO 2 of ions in a later reactive ion etching step is formed.
(2) It is possible to facilitate intrusion into the film and diffusion of the reaction product, to prevent poor etching due to the effect of the microloading effect, and to suppress a decrease in the etch rate. Therefore, even if a pattern size of 1 μm or less is included, uniform etching can be performed, the accuracy of pattern formation can be improved, and a desired fine bowl-shaped contact hole can be formed.

【0049】また、該コンタクトホールにあっては、ホ
ール側面底部が直線的であることにより、線幅制御性を
向上させることができる。また、オーバーエッチングと
なってもホール側面底部の直線性を保つことができ、優
れた線幅制御性を維持することができる。
In the contact hole, the line width controllability can be improved because the bottom of the hole side surface is straight. In addition, even if overetching occurs, the linearity of the bottom of the hole side surface can be maintained, and excellent line width controllability can be maintained.

【0050】さらに、前記コンタクトホールの開口部が
なだらかに広がっていることにより、該コンタクトホー
ルが1μm以下のパターンサイズを有していても実質的
なアスペクト比が小さくなり、後工程で前記コンタクト
ホールに配線材料を埋め込んだ場合、段差部においても
十分な厚みを与えることができ、b/aの値を大きくす
ることができ、配線の段差被覆性が良好となる。したが
って、導通不良を防止することができる。
Further, since the opening of the contact hole is gently widened, the substantial aspect ratio is reduced even if the contact hole has a pattern size of 1 μm or less. When a wiring material is embedded in the wiring, a sufficient thickness can be provided even at the stepped portion, the value of b / a can be increased, and the step coverage of the wiring is improved. Therefore, poor conduction can be prevented.

【0051】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、全面露光またはマスク露光の
後にPEB(Post Exposure Bake)処理を施す場合には、
前記全面露光及び前記マスク露光後のレジスト中におけ
るインヒビタ濃度分布をなだらかにすることができ、露
光量に対する線幅変化率が小さくなり、線幅制御性を向
上させることができる。このため、より一層微細なコン
タクトホールを作製することが容易となる。
In the above-described method for forming a contact hole in a semiconductor device, when a PEB (Post Exposure Bake) process is performed after the entire surface exposure or the mask exposure,
The inhibitor concentration distribution in the resist after the entire surface exposure and the mask exposure can be made gentle, the line width change rate with respect to the exposure amount can be reduced, and the line width controllability can be improved. For this reason, it becomes easy to produce a finer contact hole.

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

【図1】椀形のレジストパターンを示した摸式的断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a bowl-shaped resist pattern.

【図2】本発明に係る椀形のコンタクトホールに配線材
料を埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state where a wiring material is embedded in a bowl-shaped contact hole according to the present invention.

【図3】(a)はPEB処理無しでのレジストパターン
を示した摸式的断面図であり、(b)はPEB処理有り
でのレジストパターンを示した摸式的断面図である。
3A is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern without PEB processing, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern with PEB processing.

【図4】(a)〜(e)は本発明に係る半導体装置のコ
ンタクトホール形成方法の実施例を各工程順に示した模
式的断面図である。
FIGS. 4A to 4E are schematic sectional views showing an embodiment of a method for forming a contact hole in a semiconductor device according to the present invention in the order of steps.

【図5】本発明に係る半導体装置のコンタクトホール形
成方法におけるエッチング処理工程に使用されたエッチ
ング装置を示した概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an etching apparatus used in an etching process in a method for forming a contact hole in a semiconductor device according to the present invention.

【図6】実施例に係る混合ガスにおけるCF4 とCHF
3 との混合比とSiO2 及びレジストのエッチングレー
トとの関係を調べた結果と、混合比とSiO2 のレジス
トに対する選択比との関係を調べた結果とを示したもの
である。
FIG. 6 shows CF 4 and CHF in a mixed gas according to the embodiment.
3 shows the result of examining the relationship between the mixture ratio of 3 and the etching rate of SiO 2 and resist, and the result of examining the relationship between the mixture ratio and the selectivity of SiO 2 to resist.

【図7】(a)はSiO2 のレジストに対する選択比の
小さい混合ガスを用いて形成した実施例に係るコンタク
トホールを示した摸式的断面図であり、(b)は前記選
択比の大きい混合ガスを用いて形成した実施例に係るコ
ンタクトホールを示した摸式的断面図である。
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a contact hole according to an embodiment formed by using a mixed gas having a small selection ratio of SiO 2 to a resist, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing a large selection ratio. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a contact hole according to an embodiment formed using a mixed gas.

【図8】(a)は通常のエッチングが施された実施例に
係るコンタクトホール15を示した模式的断面図であ
り、図8(b)はオーバーエッチングとなった実施例に
係るコンタクトホール15を示した模式的断面図であ
る。
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing a contact hole 15 according to an embodiment subjected to normal etching, and FIG. 8B is a contact hole 15 according to an embodiment overetched. FIG.

【図9】(a)〜(e)は従来の半導体装置のコンタク
トホール形成方法を工程順に示した模式的断面図であ
る。
FIGS. 9A to 9E are schematic sectional views showing a conventional method for forming a contact hole in a semiconductor device in the order of steps.

【図10】(a)〜(d)は従来の別の半導体装置のコ
ンタクトホール形成方法を工程順に示した模式的断面図
である。
FIGS. 10A to 10D are schematic cross-sectional views showing a conventional method for forming a contact hole in another semiconductor device in the order of steps.

【図11】従来の半導体装置のコンタクトホール形成方
法におけるパターンサイズとエッチレートとの関係を示
したグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a pattern size and an etch rate in a conventional method for forming a contact hole in a semiconductor device.

【図12】(a)は従来例に係る1μm以下のパターン
サイズを有するレジストパターンを示した模式的断面図
であり、(b)は従来例に係る1μm以下のパターンサ
イズを有するコンタクトホールを示した模式的断面図で
ある。
12A is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern having a pattern size of 1 μm or less according to a conventional example, and FIG. 12B is a schematic view showing a contact hole having a pattern size of 1 μm or less according to a conventional example. FIG.

【図13】従来例に係るコンタクトホールに配線材料を
埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a state where a wiring material is buried in a contact hole according to a conventional example.

【図14】別の従来例に係るコンタクトホールに配線材
料を埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図であ
る。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state where a wiring material is embedded in a contact hole according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 SiO2 膜 13 レジスト 13a レジストパターン 14 マスク 15 コンタクトホール11 substrate 12 SiO 2 film 13 resist 13a resist pattern 14 masks 15 contact hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 H01L 29/872 H01L 21/302 H01L 21/306 H01L 21/3065 H01L 21/461 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/44-21/445 H01L 29/40-29/43 H01L 29 / 47 H01L 29/872 H01L 21/302 H01L 21/306 H01L 21/3065 H01L 21/461

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上にSiO2 膜を形成し、該SiO
2 膜上にレジストを後の露光工程で定在波の節がレジス
ト表面に生じるように膜厚を制御して塗布し、前記レジ
ストに全面露光及びマスク露光を施して現像し、椀形の
レジストパターンを形成した後に前記SiO2 膜に反応
性イオンエッチングを施す半導体装置のコンタクトホー
ル形成方法であって、前記マスク露光に1μm以下のパ
ターンサイズを有するマスクを用いることを特徴とする
半導体装置のコンタクトホール形成方法。
An SiO 2 film is formed on a substrate, and the SiO 2 film is formed on the substrate.
2 Apply the resist on the film by controlling the film thickness so that the nodes of the standing wave are generated on the resist surface in the subsequent exposure process, apply the entire surface exposure and mask exposure to the resist, and develop the resist. A method for forming a contact hole in a semiconductor device, wherein a reactive ion etching is performed on the SiO 2 film after forming a pattern, wherein a mask having a pattern size of 1 μm or less is used for the mask exposure. Hole forming method.
【請求項2】 全面露光またはマスク露光の後にPEB
(Post Exposure Bake)処理を施すことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置のコンタクトホール形成方法。
2. PEB after overall exposure or mask exposure
2. The method according to claim 1, wherein a post-exposure bake process is performed.
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