JP3505584B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3505584B2 JP27090497A JP27090497A JP3505584B2 JP 3505584 B2 JP3505584 B2 JP 3505584B2 JP 27090497 A JP27090497 A JP 27090497A JP 27090497 A JP27090497 A JP 27090497A JP 3505584 B2 JP3505584 B2 JP 3505584B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、EEPROMのよ
うに、高反射導電膜と絶縁膜との積層構造からなる配線
層を備えた半導体装置およびその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、大容量化
に伴い、パターンの超微細化が強く求められている。
【0003】従来、たとえば、EEPROMのような半
導体装置においては、高反射を有する導電膜と絶縁膜の
2層構造からなる配線層を有するものがある。図9に、
そのような配線層パターンを形成する際の断面概略図を
示す。
【0004】この半導体装置は、半導体基板1に形成さ
れた素子分離用の凹部7を含む表面上に、高反射導電膜
2(たとえば、多結晶シリコン膜)と、絶縁膜3(たとえ
ば、シリコン酸化膜)とが順次形成され、この絶縁膜3
上に所定の配線層を規定するマスクパターン5をフォト
レジストで形成して下地の2層構造(導電膜2と絶縁膜
3)の配線層を加工していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置の構成および製造方法では、マスクパターン
5形成時の入射光6が、光透過性のある絶縁膜3を通過
して高反射の導電膜2の表面で反射し、この反射光8が
マスクパターン5の下部10に入射して、その部分10
が露光されることになる。
【0006】その結果、現像によってマスクパターン5
の下部10がくびれてしまい、絶縁膜3を加工する際、
マスクパターン5のくびれ部分10で、絶縁膜3が所期
の位置よりも余分にエッチング除去されてしまい、良好
な配線層パターンを形成できないという問題を有してい
た。
【0007】したがって、この発明は、マスクパターン
形成時の反射光がマスクパターン下部に入射することを
有効に防止することにより、少なくとも高反射導電膜と
絶縁膜との多層構造からなる配線層パターンを容易に形
成できるようにすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のようにしている。
【0009】
【0010】求項記載の半導体装置の製造方法で
は、半導体基板上に凹部と該凹部に近接した高台部分を
形成する工程と、前記凹部および高台部分を覆うように
第一の高反射導電膜を形成する工程と、前記第一の高反
射導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に
第二の高反射導電膜を形成する工程と、前記高台部分に
おける前記第二の高反射導電膜上の所定の部分に、フォ
トリソグラフィー技術を用いてフォトレジストのマスク
パターンを形成する工程と、前記マスクパターンによ
り、前記第二の高反射導電膜、前記絶縁膜、および前記
第一の高反射導電膜を共にエッチング除去する工程と
含み前記マスクパターンを形成する工程では、前記第
二の高反射導電膜で反射した光が前記高台部分上の前記
マスクパターンの下部を露光しない。
【0011】求項の方法によれば、絶縁膜上に第ニ
の高反射導電膜を備えることにより、フォトレジストの
マスクパターン形成時の入射光は、第ニの高反射導電膜
で反射してはマスクパターン中腹部に入射するものの、
マスクパターンの下部に入射しなくなる。このため、マ
スクパターンの下部のくびれが防止できるため、高精度
のパターンが容易に形成できる。
【0012】求項の半導体装置の製造方法では、半
導体基板上に凹部と該凹部に近接した高台部分を形成す
る工程と、前記凹部および高台部分を覆うように第一の
高反射導電膜を形成する工程と、前記第一の高反射導電
膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第二の
高反射導電膜を形成する工程と、前記高台部分における
前記第二の高反射導電膜上の所定の部分に、フォトリソ
グラフィー技術を用いてフォトレジストのマスクパター
ンを形成する工程と、前記マスクパターンにより前記
第二の高反射導電膜および前記絶縁膜を共にエッチング
除去する工程と、前記マスクパターンを除去する工程
と、前記絶縁膜上に残った第二の高反射導電膜と前記
一の高反射導電膜とを同時にエッチング除去する工程と
を含み前記マスクパターンを形成する工程では、前記
第二の高反射導電膜で反射した光が前記高台部分上の前
記マスクパターンの下部を露光しない。
【0013】この製造方法によれば、絶縁膜上に残った
第二の高反射導電膜を第一の高反射導電膜のエッチング
加工する工程で同時に除去するので、工程省略を図るこ
とができ、従来と同じ2層構造の配線層を高精度よく、
容易に実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
半導体装置の断面図であり、図9に示した従来技術に対
応する部分には同一の符号を付す。
【0015】この実施形態の半導体装置は、半導体基板
1上に形成された素子分離用の凹部7に近接した高台部
分に、第一の高反射導電膜となる第一の多結晶シリコン
膜2が形成され、この第一の多結晶シリコン膜2上に絶
縁膜となるシリコン酸化膜3が形成され、そのシリコン
酸化膜3上にさらに第二の高反射導電膜となる第二の多
結晶シリコン膜4が形成された構成となっている。
【0016】次に、図1に示した半導体装置の製造方法
を、図2ないし図5の断面図を参照して工程順に説明す
る。
【0017】まず、図2のように半導体基板1の一主面
上に形成された凹部7を含む表面上に、公知の減圧気相
成長技術を用いて、たとえば不純物濃度1E20/cm3
程度含んだ第一の多結晶シリコン膜2を300nm程度堆
積する。
【0018】次いで、この第一の多結晶シリコン膜2上
に、公知の減圧気相成長技術を用いてシリコン酸化膜3
をたとえば300nm程度堆積する。
【0019】続いて、このシリコン酸化膜3上に、公知
の減圧気相成長技術を用いて、不純物濃度を含まない第
二の多結晶シリコン膜4をたとえば5nm程度堆積する。
【0020】引き続いて、図3に示すように、第二の多
結晶シリコン膜4上の凹部7に近接した高台部分に、配
線形成用のマスクパターン5をフォトレジストで形成す
る。
【0021】この時、現像用の入射光6は、凹部7の第
二の高反射導電膜(第二の多結晶シリコン膜)4表面で反
射し、その反射光8は、マスクパターン5の中腹部9に
入射するが、下部10には入射することがない。このた
め、フォトレジスト中腹部9は、露光によりくびれが生
じるものの、従来のように、マスクパターン5の下部1
0は露光されないので、くびれが生じない。
【0022】次いで、図4に示すように、配線形成用の
マスクパターン5が形成されている部分以外の部分につ
いて、第二の多結晶シリコン膜4、シリコン酸化膜3、
および第一の多結晶シリコン膜2を公知の異方性ドライ
エッチング技術により除去する。
【0023】この時、マスクパターン5の下部10には
くびれがないため、パターン幅が所期の幅よりも狭くな
るなどの不都合は生ぜず、配線形成用の所期のマスクパ
ターン5の通りにパターニングされる。
【0024】その後は、図5に示すように、マスクパタ
ーン5を除去することにより、3層構造(第一の多結晶
シリコン膜2,シリコン酸化膜3,第二の多結晶シリコ
ン膜4)の配線層が形成される。
【0025】このように、この実施形態の半導体装置で
は、第1の多結晶シリコン膜2の上に絶縁膜であるシリ
コン酸化膜3が、さらにその上に第二の高反射導電膜と
なる第二の多結晶シリコン膜4が設けられた3層構造の
配線層を有するので、フォトレジストのマスクパターン
5形成時において、マスクパターン5の下部10のくび
れがなくなり、その結果、従来よりも一層高精度の配線
層が容易に実現することが可能となる。
【0026】図2ないし図5に示した半導体装置の製造
方法の工程を一部変更して、次のようにして半導体装置
を製造することも可能である。
【0027】すなわち、この半導体装置の製造方法は、
図2および図3に示す工程までは同じ工程を踏む。
【0028】したがって、この場合も、第二の多結晶シ
リコン膜4上の凹部7に近接した高台部分に、配線形成
用のマスクパターン5が形成されるので、現像用の入射
光6によりフォトレジスト中腹部9は露光されてくびれ
が生じるものの、従来のように、マスクパターン5の下
部10は露光されないので、くびれが生じない。
【0029】この状態で、次に、図6に示すように、第
二の多結晶シリコン膜4およびシリコン酸化膜3を公知
の異方性ドライエッチング技術により除去する。ただ
し、第一の多結晶シリコン膜2はエッチングせずに残し
ておく。この場合でも、マスクパターン5の下部10は
くびれていないため、マスクパターン5通りにパターニ
ングされる。
【0030】次に、図7に示すように、マスクパターン
5を除去し、引き続いて、第二の多結晶シリコン膜4お
よび第一の多結晶シリコン膜2を公知の異方性ドライエ
ッチング技術により除去する。その場合、シリコン酸化
膜3の直下の第一の多結晶シリコン膜2は、このシリコ
ン酸化膜3によりマスクされているため、図8に示すよ
うに、この多結晶シリコ膜2はそのまま残り、よって、
2層構造(第一の多結晶シリコン膜2とシリコン酸化膜
3)の配線層が形成される。
【0031】このようにすれば、図2ないし図5に示し
た工程に比較して、シリコン酸化膜3の上に残っている
第二の多結晶シリコン膜4を別の工程でエッチング除去
する手間を省くことができる。
【0032】
【発明の効果】本発明の半導体装置およびその製造方法
によれば、配線形成用マスクパターン形成時の入射光が
第二の高反射導電膜表面で反射し、その反射光はマスク
パターンの中腹部に入射して下部には入射しなくなるの
で、従来のような下部のくびれ発生を有効に防止するこ
とができる。このため、高精度の高反射導電膜と絶縁膜
の多層構造配線層を容易に実現することができ、光反射
膜と絶縁膜からなる積層の配線層の高集積化に大きく寄
与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の半導体装置の断面図
【図2】本発明の実施形態の半導体装置の製作手順を説
明するための断面図
【図3】本発明の実施形態の半導体装置の製作手順を説
明するための断面図
【図4】本発明の実施形態の半導体装置の製作手順を説
明するための断面図
【図5】本発明の実施形態の半導体装置の製作手順を説
明するための断面図
【図6】本発明の他の実施形態の半導体装置の製作手順
を説明するための断面図
【図7】本発明の他の実施形態の半導体装置の製作手順
を説明するための断面図
【図8】本発明の他の実施形態の半導体装置の製作手順
を説明するための断面図
【図9】従来の半導体装置の製作手順を説明するための
断面図
【符号の説明】
1…半導体基板、2…第一の多結晶シリコン膜、3…シ
リコン酸化膜、4…第二の多結晶シリコン膜、5…マス
クパターン、6…入射光、7…凹部、8…反射光、9…
フォトレジスト中腹部、10…フォトレジスト下部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/792 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/44 - 21/445 H01L 21/768 H01L 29/40 - 29/51

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に凹部と該凹部に近接した高
    台部分を形成する工程と、 前記凹部および高台部分を覆うように 第一の高反射導電
    膜を形成する工程と、前記 第一の高反射導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記 絶縁膜上に第二の高反射導電膜を形成する工程と、前記高台部分における前記 第二の高反射導電膜上の所定
    の部分に、フォトリソグラフィー技術を用いてフォトレ
    ジストのマスクパターンを形成する工程と、 前記マスクパターンにより、前記第二の高反射導電膜、
    前記絶縁膜、および前記第一の高反射導電膜を共にエッ
    チング除去する工程とを含み前記マスクパターンを形成する工程では、前記第二の高
    反射導電膜で反射した光が前記高台部分上の前記マスク
    パターンの下部を露光しない ことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】半導体基板上に凹部と該凹部に近接した高
    台部分を形成する工程と、 前記凹部および高台部分を覆うように 第一の高反射導電
    膜を形成する工程と、前記 第一の高反射導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記 絶縁膜上に第二の高反射導電膜を形成する工程と、前記高台部分における前記 第二の高反射導電膜上の所定
    の部分に、フォトリソグラフィー技術を用いてフォトレ
    ジストのマスクパターンを形成する工程と、 前記マスクパターンにより前記第二の高反射導電膜お
    よび前記絶縁膜を共にエッチング除去する工程と、 前記マスクパターンを除去する工程と、 前記絶縁膜上に残った第二の高反射導電膜と前記第一の
    高反射導電膜とを同時にエッチング除去する工程とを含
    前記マスクパターンを形成する工程では、前記第二の高
    反射導電膜で反射した光が前記高台部分上の前記マスク
    パターンの下部を露光しない ことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
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