JPH0467333B2 - - Google Patents

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JPH0467333B2
JPH0467333B2 JP59213859A JP21385984A JPH0467333B2 JP H0467333 B2 JPH0467333 B2 JP H0467333B2 JP 59213859 A JP59213859 A JP 59213859A JP 21385984 A JP21385984 A JP 21385984A JP H0467333 B2 JPH0467333 B2 JP H0467333B2
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
resist film
contact hole
forming
insulating layer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59213859A
Other languages
English (en)
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JPS6191948A (ja
Inventor
Shigeki Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP59213859A priority Critical patent/JPS6191948A/ja
Publication of JPS6191948A publication Critical patent/JPS6191948A/ja
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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、とく
に絶縁層にテーパー状のコンタクトホールを開孔
することにより、導電層の段切れを防止する半導
体装置の製造方法に関するものである。
(従来技術) 従来半導体基板上の絶縁層にテーパー状のコン
タクトホールを開孔する一方法として、等方性エ
ツチングの湿式エツチングと異方性エツチングの
反応性イオンエツチングを併用する方法が用いら
れている。
この従来の方法は、半導体基板1上に絶縁層例
えばPSG膜2(第2図A)を形成する。次に前
記PSG膜2上にポジ型レジスト膜3aを塗布し
縮小投影露光法によりレクチクルを用いて選択的
に露光を行ない、現像してパターンを形成する
(第2図B)。次に乾燥空気雰囲気中で130℃30分
のポストベークを行なつた後、等方性エツチング
の湿式エツチング例えばバツフアード弗酸によ
り、前記PSG膜2の膜厚の半分程度を、パター
ニングした前記ポジ型レジスト膜3aをマスクに
エツチング除去する(第2図C)。この時のエツ
チングされたPSG膜2″の断面形状はテーパー状
になつている。
次にCHF3またはCF4+H2をエツチングガスと
して用いる反応性イオンエツチングにより、湿式
エツチングで途中までエツチングしたPSG膜
2″をエツチング除去する(第2図D)。
次に、エツチングのマスクとして用いたパター
ニングされた前記ポジ型レジスト膜3a′を除去す
る。
以上述べた工程で前記半導体基板上の前記絶縁
膜層2に上部がテーパー状のコンタクトホール
を開孔する。
しかし、上述の前記半導体基板上の前記絶縁層
上にテーパー状のコンタクトホールを開孔する方
法は、下記欠点がある。
(1) 湿式エツチングでは、ウエハー間、ウエハー
内、ロツト間でエツチング除去される前記絶縁
層の膜厚のバラツキが大きい。したがつて湿式
エツチング後に残つている前記絶縁層を反応性
イオンエツチングによりエツチング除去する際
に、PSG膜残膜膜厚が少ない領域ではPSG膜
がエツチング除去されてからプラズマに晒され
る時間が長く、半導体基板のコンタクトホール
領域のダメージが大きくなり素子特性に悪影響
を与えること。
(2) 前記半導体基板上の前記絶縁層を湿式エツチ
ングした前記絶縁層の断面形状は上部がテーパ
ー状になるが、反応性イオンエツチングした前
記絶縁層の断面形状は全くテーパーがつかない
という欠点があること。
以上述べたように従来方法による前記半導体基
板上の前記絶縁層に上部がテーパー状のコンタク
トホールを開孔する製造工程は、半導体装置を製
造する工程としては、必ずしも安定したプロセス
ではなかつた。
(発明の目的) 本発明の目的は、従来方法の欠点を除去し、極
めて信頼性の高い配線構造を得ることの出来る絶
縁層にテーパー状のコンタクトホールを開孔する
方法を提供することである。
(発明の構成) 本発明によれば、絶縁層の上面を覆つて第1層
目のレジスト膜を形成する工程と、第1層目のレ
ジスト膜に選択的に第1のコンタクトホールのパ
ターンを露光する工程と、第1層目のレジスト膜
の上面を覆つて第2層目のレジスト膜を形成する
工程と、第1のコンタクトホールのパターンより
コンタクトホールの面積が広くかつ第1のコンタ
クトホールのパターンと同じ位置にコンタクトホ
ールのパターンがある第2のコンタクトホールの
パターンを第2層目のレジスト膜に露光する工程
と、第2層目および第1層目のレジスト膜を現像
して第2および第1のコンタクトホールのパター
ンを開孔する工程と、熱処理により開孔の側面を
テーパー状にする工程と、第1層目のレジスト膜
および第2層目のレジスト膜をマスクとして絶縁
層を異方性エツチングでエツチングし異方性エツ
チング中にテーパー状に開孔された第1層目のレ
ジスト膜および第2層目のレジスト膜が後退して
テーパーが広がることにより絶縁層にテーパー状
のコンタクトホールを形成する工程とを有する半
導体装置の製造方法を得る。
(発明の効果) このようにして本発明の方法によりの前記絶縁
層に開孔したコンタクトホールは、断面が滑らか
なテーパー状であるという利点とバラツキの大き
い湿式エツチングを用いていないため、半導体基
板上のコンタクトホール領域がプラズマに晒され
る時間が短縮でき、素子特性への悪影響を避ける
ことができるという利点がある。
(実施例) 以下図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。第1図A〜第1図Gは本実施例の製造工程を
示す断面図である。
半導体基板例えばSi基板1の上に絶縁層例えば
PSG膜2を厚さ1μm程度CVD法により形成する
(第1図A)。
次に前記PSG膜2上に前記ポジ型レジスト膜
例えばOFPR−800(東京応化社商品名)3を塗布
し、縮小投影露光装置により第1のレチクル5を
用い、照度350mw/cm2、露光時間900msecの条
件で第1回目の露光を行なう(第1図B)。
次に現像は行なわずに、前記第1層目のポジ型
レジストと同質の前記第2のポジ型レジスト膜
(OFPR−8004)を、前第1層目のポジ型レジス
ト膜の露光領域3″上と未露光領域3′に、塗布を
する(第1図C)。この時の第2層目のポジ型レ
ジスト膜4の塗布膜厚は第1層目のポジ型レジス
ト膜3と同等の膜厚かそれ以下である。
次に第1のレチクル5よりコンタクトホールの
面積が広い第2のレチクル5′を用いて前記第2
層目のポジ型レジスト膜(OFPR−8004)を、照
度350W、露光秒数500msecの条件で第2の露光
を行なう。この時の第2のレチクル5′と半導体
基板1の位置関係は、第2のレチクル5′の明部
を通る露光UV光が、前記第1層目のポジ型レジ
スト膜(OFPR−800)の露光領域3″と未露光領
域3′上に位置する関係にある(第1図D)。さら
にこの時、第1層目の前記ポジ型レジスト膜4′
とともに、前記第2層面のポジ型レジスト膜3′,
3″の一部が露光される。
次に現像を行ない、前記第1層目のポジ型レジ
スト膜(OFPR−800)の露光領域と前記第2層
目のポジ型レジスト膜(OFPR−800)の露光領
域を同時に除去し、階段状のパターンを形成する
(第1図E)。
次にこの階段状の前記第1層目のポジ型レジス
ト膜(OFPR−800)3と前記第2層目のポジ
型レジスト膜(OFPR−800)4を滑らかなテ
ーパー状にするために130℃の乾燥空気中で30分
間のポストベークを行ない前記階段状のパターン
を若干熱変形させる(第1図F)。
次にテーパー状に形成された前記第1層目のポ
ジ型レジスト膜(OFPR−800)3と第2層目
のポジ型レジスト膜(OFPR−800)4をマス
クとして、前記半導体基板1上の前記絶縁層とし
てのPSG膜2を、CHF3またはCH4+H2をエツチ
ングガスとして用いる反応性イオンエツチングに
よりエツチング除去し、第1図Gの如く、滑らか
なテーパーを有したコンタクトホールを得ること
ができる。
前記半導体基板上の前記絶縁層としてのPSG
膜2がテーパー状にエツチングされる過程を説明
する。エツチング開始時にはマスクとなる前記ポ
ジ型レジスト膜が第1図Gの点線Bのように存在
するが、エツチングが始まると前記ポジ型レジス
ト膜が損耗しながら前記絶縁層PSG膜が除去さ
れ始める。最終的には第1図Gのように、前記ポ
ジ型レジスト膜がエツチングにより後退してテー
パーが広がり、前記絶縁層PSG膜にテーパーが
形成される。
この絶縁膜上およびコンタクトホール内には導
電層が形成される。導電層は、滑らかなテーパー
状のコンタクトホールの形状に沿つて段なしに形
成できる。
したがつて本発明による方法によれば、従来方
法にくらべ、コンタクトホールの形状が滑らかで
導電層の段切れや段を完全にこなすことができ、
かつコンタクトホール部の前記半導体基板のプラ
ズマダメージが少ない、極めて信頼性の高いコン
タクトホールを提供するものである。
本実施例では第1層目のレジストおよび第2層
目のレジストにポジ型レジストを用いているが、
ネガ型レジストあるいは他の感光性有機材料を用
いても同様な効果が得られる。さらに本実施例で
は露光に縮小投影露光法を用いているが他に電子
ビーム露光法の適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図
は従来の半導体装置製造方法を示す断面図であ
る。 なお図において、1……半導体基板例えばSi基
板、2,2′2,″、2……絶縁層例えばPSG、
3,3′,3″,3,3′′′′,3′′′′′,3
a,3
a″……第1層目のポジ型レジスト、4,4′,
4″,4,4′′′′,4′′′′′……第2層目の
ポジ型
レジスト、5……第1のレチクル、5′……第2
のレチクル、3″……第1の露光で選択的に露光
された第1層目のポジ型レジスト、B……エツチ
ング中にポジ型レジストが後退する前の第1層目
と第2層目のパターニングされたポジ型レジス
ト、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 絶縁層の上面を覆つて第1層目のレジスト膜
    を形成する工程と、前記第1層目のレジスト膜に
    選択的に第1のコンタクトホールのパターンを露
    光する工程と、前記第1層目のレジスト膜の上面
    を覆つて第2層目のレジスト膜を形成する工程
    と、前記第1のコンタクトホールのパターンより
    コンタクトホールの面積が広くかつ前記第1のコ
    ンタクトホールのパターンと同じ位置にコンタク
    トホールのパターンがある第2のコンタクトホー
    ルのパターンを前記第2層目のレジスト膜に露光
    する工程と、前記第2層および前記第1層目のレ
    ジスト膜を現像して前記第2および前記第1のコ
    ンタクトホールのパターンを開孔する工程と、熱
    処理により前記開孔の側面をテーパー状にする工
    程と、前記第1層目のレジスト膜および第2層目
    のレジスト膜をマスクとして前記絶縁層を異方性
    エツチングでエツチングし前記異方性エツチング
    中にテーパー状に開孔された前記第1層目のレジ
    スト膜および前記第2層目のレジスト膜が後退し
    てテーパーが広がることにより前記絶縁層にテー
    パー状のコンタクトホール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製造方法。
JP59213859A 1984-10-12 1984-10-12 半導体装置の製造方法 Granted JPS6191948A (ja)

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JPS6191948A JPS6191948A (ja) 1986-05-10
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Families Citing this family (4)

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JP2797854B2 (ja) * 1992-02-07 1998-09-17 住友金属工業株式会社 半導体装置のコンタクトホール形成方法
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