JPH05136130A - 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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JPH05136130A
JPH05136130A JP29534591A JP29534591A JPH05136130A JP H05136130 A JPH05136130 A JP H05136130A JP 29534591 A JP29534591 A JP 29534591A JP 29534591 A JP29534591 A JP 29534591A JP H05136130 A JPH05136130 A JP H05136130A
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JP
Japan
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layer
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shielding film
reflection light
mask
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Withdrawn
Application number
JP29534591A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuki Kawamura
伸樹 河村
Ichiro Oe
一郎 大江
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造方法に関し,多層配線の配
線層上の絶縁層にコンタクト窓を寸法精度よく形成する
方法の提供を目的とする。 【構成】 半導体基板1上に形成された配線層4上の絶
縁層5に配線層4を露出するコンタクト窓を形成するに
際し, コンタクト窓形成領域の絶縁層5上に低反射遮光
膜6を選択的に形成した後全面にレジスト層を形成し,
次いで, コンタクト窓形成用マスクを用いてレジスト層
を露光した後現像し,コンタクト窓形成領域に開孔7aを
有するレジストマスク7を形成して開孔7a底部に低反射
遮光膜6を露出させ, 次いで,レジストマスク7をマス
クにして開孔7aから低反射遮光膜6及び絶縁層5をエッ
チングし,配線層4を露出するコンタクト窓8を形成す
るように構成する。また,前記絶縁層5は酸化シリコン
層であり,前記低反射遮光膜6は窒化チタン膜であるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り,特に,多層配線の配線層上の絶縁層にコンタクト
窓を形成する方法に関する。
【0002】近年の集積回路における多層配線は微細化
が進み,配線層に段差を生じ,配線層間のコンタクトを
とるビアに,安定した形状と寸法精度が出にくくなって
きている。
【0003】それゆえ,配線層上の絶縁層に形成するコ
ンタクト窓の形成には,安定した形状と寸法精度を出す
ための新たな工夫が要求されている。
【0004】
【従来の技術】図3(a) 〜(d) はコンタクト窓形成の従
来例を示す工程順断面図である。以下これらの図を参照
しながら従来例とその問題点について説明する。
【0005】図3(a) 参照 Si基板1上に絶縁膜2,3として,例えばSiO2
が形成されており,その上に段差のある配線層4とし
て,例えばAl層が形成されている。Al層4上に絶縁
層5として,例えばPSG層が形成されている。
【0006】この段差を有するAl層4上の絶縁層5に
コンタクト窓を形成する。 図3(b) 参照 絶縁層5上にポジレジストを塗布してポジレジスト層を
形成する。コンタクト窓形成用マスク(例えばレチク
ル)を用いてポジレジスト層を露光する。この時,露光
光はポジレジスト層とPSG層5を透過してAl層4に
入射し,その段差部で反射した光がポジレジスト層に再
入射し,コンタクト窓形成領域以外のポジレジスト層の
部分を露光してしまう。
【0007】図3(c) 参照 露光されたポジレジスト層を現像し,開孔7bを有するレ
ジストマスク7を形成する。この時,コンタクト窓形成
領域以外のポジレジスト層の露光部も現像され,余分な
開孔部7cが生じる。
【0008】図3(d) 参照 開孔7bからPSG層5をエッチングしてコンタクト窓8a
を形成する。この時,余分な開孔部7cにもエッチャント
が回り込み,余分なコンタクト窓部8bが形成されてしま
う。
【0009】このように,従来の方法では,特に段差を
有する配線層上の絶縁層では,安定したコンタクト窓が
形成できず,埋込み層のカバレッジ不良やコンタクト抵
抗が不安定になるといった問題が生じていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,下地の配線層の影響を受けないようなコンタクト
窓の形成方法により,所定の形状,寸法を有するコンタ
クト窓を精度よく形成する方法を提供し,埋込み層のカ
バレッジを良好にし,コンタクト抵抗を安定にすること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(d) は第1の
実施例を示す工程順断面図,図2(a) 〜(d) は第2の実
施例を示す工程順断面図である。
【0012】上記課題は,半導体基板1上に形成された
配線層4上の絶縁層5に該配線層4を露出するコンタク
ト窓を形成するに際し, コンタクト窓形成領域の該絶縁
層5上に低反射遮光膜6を選択的に形成した後全面にレ
ジスト層を形成し, 次いで,コンタクト窓形成用マスク
を用いて該レジスト層を露光した後現像し,コンタクト
窓形成領域に開孔7aを有するレジストマスク7を形成し
て該開孔7a底部に該低反射遮光膜6を露出させ, 次い
で,該レジストマスク7をマスクにして,該開孔7aから
該低反射遮光膜6及び該絶縁層5をエッチングし,該配
線層4を露出するコンタクト窓8を形成する半導体装置
の製造方法によって解決される。
【0013】また,前記絶縁層5は酸化シリコン層であ
り,前記低反射遮光膜6は窒化チタン膜である半導体装
置の製造方法によって解決される。また,前記開孔7aか
ら前記低反射遮光膜6の全部及び前記絶縁層5の一部を
等方性エッチングにより除去した後,前記開孔7aから前
記絶縁層5を異方性エッチングにより除去することによ
り,前記配線層4を露出するコンタクト窓8を形成する
半導体装置の製造方法によって解決される。
【0014】
【作用】本発明では,コンタクト窓形成領域の絶縁層5
上に低反射遮光膜6を形成した後全面にレジスト層を形
成しているから,コンタクト窓形成用マスクを用いてレ
ジスト層を露光する時,露光光は低反射遮光膜6に遮ら
れて配線層4に到達しない。したがって,たとえ配線層
4に段差があったとしても,レジスト層の露光領域は配
線層の段差には全く無関係になり,所定のレジストパタ
ーニングが可能となる。
【0015】また,露光光が低反射遮光膜6表面で反射
してレジスト層に再入射し,コンタクト窓形成領域外に
露光を与えることもない。また,絶縁層5を酸化シリコ
ン層,低反射遮光膜6を窒化チタン膜で形成するように
すれば,酸化シリコン層と窒化チタン膜は同一のエッチ
ャントでエッチング除去できるから,工程が簡単であ
る。
【0016】また,開孔7aから低反射遮光膜6の全部及
び絶縁層5の一部を等方性エッチングにより除去した
後,開孔7aから絶縁層5を異方性エッチングにより除去
するようにすれば,上部にテーパのついたコンタクト窓
8が形成されるから,コンタクト窓の埋込み層のカバレ
ッジを良好にすることができる。
【0017】
【実施例】図1(a) 〜(d) は第1の実施例を示す工程順
断面図である。以下,これらの図を参照しながら,第1
の実施例について説明する。
【0018】図1(a) 参照 Si基板1上に絶縁膜2として例えばSiO2 膜,絶縁
膜3として例えば厚さが例えば8000ÅのSiO2 膜が形
成されている。SiO2 膜2とSiO2 膜3にまたがっ
て厚さが例えば5000ÅのAl配線層4が形成されてい
る。Al配線層4は段差のある配線層である。Al配線
層4を覆って全面に厚さが例えば5000ÅのPSG層5が
形成されている。
【0019】図1(b) 参照 PSG層5上に厚さ 700Åの窒化チタン(TiN)膜を
スパッタ法で形成し,コンタクト窓形成用マスクを用い
て窒化チタン膜をパターニングし,コンタクト窓形成領
域に窒化チタン膜を残して低反射遮光膜6を形成する。
その後,全面にポシレジストを塗布し,厚さ1.5 μm程
度のポジレジスト層を形成する。
【0020】図1(c) 参照 コンタクト窓形成用マスク(レチクル)を用いてポジレ
ジスト層を露光する。露光光は低反射遮光膜6があるた
めAl配線層4には到達しない。また,露光光が低反射
遮光膜6で反射されてコンタクト窓形成領域外のポジレ
ジスト層に実質的な露光を与えることもない。
【0021】その後現像する。これにより,コンタクト
窓形成領域に開孔7aを有するレジストマスク7が形成さ
れる。開孔7aの幅は,例えば 0.5μmである。 図1(d) 参照 レジストマスク7をマスクにして,開孔7aから窒化チタ
ン膜6をエッチングする。エッチングガスとしてCF4
とO2 の混合ガスを用い,マイクロ波ダウンフローエッ
チングにより窒化チタン膜6を等方性エッチングして除
去する。
【0022】次いで同じエッチングガスでPSG層5を
同じくマイクロ波ダウンフローエッチングにより等方性
エッチングして除去する。このエッチングはPSG層5
の途中まで行う。エッチングガスはレジストマスク7の
下まで回り込み,その部分のPSG層5もエッチング除
去される。窒化チタン膜6とPSG層5のエッチングを
同一装置,同一ガスでエッチングできるから工程は簡単
である。
【0023】次に,開孔7aからCF4 /CHF3 をエッ
チングガスとしてRIEによりPSG層5の異方性エッ
チングを行い,Al配線層4を露出する。その後,レジ
ストマスク7を剥離してコンタクト窓8の形成を完了す
る。
【0024】コンタクト窓8の底部の幅は 0.5μmであ
り,コンタクト窓形成用マスク(レチクル)の形状に忠
実な垂直なコンタクト窓を形成することができた。ま
た,コンタクト窓の上部は等方性エッチングの作用でテ
ーパがついて広がっている。
【0025】このようなコンタクト窓の形状は,その後
コンタクト窓にAlを埋め込んでコンタクト埋込み層を
形成する時,そのカバレッジを良好にし,安定したコン
タクト抵抗の得られることを保証するものである。
【0026】図2(a) 〜(d) は第2の実施例を示す工程
順断面図である。以下,これらの図を参照しながら,第
2の実施例について説明する。 図2(a) 参照 Si基板1上に,厚さが例えば3000ÅのポリSi層11a,
11bが形成され,ポリSi層11a, 11bを覆って全面に厚
さが例えば5000ÅのPSG層12が形成されている。PS
G層12上にポリSi層11a 上からポリSi層11b 上にま
たがって厚さが例えば5000ÅのAl配線層13が形成され
ている。Al配線層13を覆って全面に厚さが例えば5000
ÅのPSG層14が形成されている。Al配線層13は中央
部に凹部を有している。
【0027】図2(b) 参照 PSG層14上に厚さ 700Åの窒化チタン(TiN)膜を
スパッタ法で形成し,コンタクト窓形成用マスクを用い
て窒化チタン膜をパターニングし,低反射遮光膜15を形
成する。その後,全面にポシレジストを塗布し,厚さ1.
5 μm程度のポジレジスト層を形成する。
【0028】図2(c) 参照 コンタクト窓形成用マスク(レチクル)を用いてポジレ
ジスト層を露光し,その後現像する。これにより,コン
タクト窓形成領域に開孔16a を有するレジストマスク16
が形成される。開孔16a の幅は,例えば 0.5μmであ
る。
【0029】図2(d) 参照 レジストマスク16をマスクにして,開孔16a から窒化チ
タン膜15をエッチングする。エッチングガスとしてCF
4 とO2 の混合ガスを用い,マイクロ波ダウンフローエ
ッチングにより窒化チタン膜15を等方性エッチングして
除去する。次いで同じエッチングガスでPSG層14を同
じくマイクロ波ダウンフローエッチングにより等方性エ
ッチングして除去する。このエッチングはPSG層14の
途中まで行う。
【0030】エッチングガスはレジストマスク16の下ま
で回り込み,その部分のPSG層14もエッチング除去さ
れる。窒化チタン膜15とPSG層14のエッチングを同一
装置,同一ガスでエッチングできるから工程は簡単であ
る。
【0031】次に,開孔16a からCF4 /CHF3 をエ
ッチングガスとしてRIEによりPSG層14の異方性エ
ッチングを行い,Al配線層13を露出する。その後,レ
ジストマスク16を剥離してコンタクト窓17の形成が完了
する。
【0032】コンタクト窓17の底部の幅は 0.5μmであ
り,コンタクト窓形成用マスク(レチクル)の形状に忠
実な垂直なコンタクト窓を形成することができる。ま
た,コンタクト窓の上部は等方性エッチングの作用でテ
ーパがついて広がっている。
【0033】このようなコンタクト窓の形状は,その後
コンタクト窓にAlを埋め込んでコンタクト埋込み層を
形成する時,そのカバレッジを良好にし,安定したコン
タクト抵抗の得られることを保証するものである。
【0034】第1の実施例及び第2の実施例は,配線層
に段差や凹凸のある場合について説明したが,段差のな
い一見平坦な配線層であっても,結晶粒が粗い場合結晶
粒のオーダーの凹凸があり,そこからの反射光がコンタ
クト窓を形成するレジストマスクのレジスト層に望まし
くない露光を与えることがあるから,そのような場合も
本発明の方法は有効である。
【0035】なお,遮光膜を全面に形成した状態でコン
タクト窓を形成しても所定形状のコンタクト窓を形成す
ることができるが,この場合はコンタクト窓形成後,遮
光膜がコンタクト窓形成領域外に残るから望ましくな
い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
配線層上のコンタクト窓を所定の形状,寸法に安定して
パターニング形成することができ,コンタクト窓を埋め
込む埋込み層のカバレッジを良好にしコンタクト抵抗を
安定にすることができる。
【0037】本発明は多層配線のコンタクト窓形成に特
に大きな効果を奏し,集積回路の高集積化に寄与するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(d) は第1の実施例を示す工程順断面図
である。
【図2】(a) 〜(d) は第2の実施例を示す工程順断面図
である。
【図3】(a) 〜(d) は従来例を示す工程順断面図であ
る。
【符号の説明】
1は半導体基板であってSi基板 2は絶縁膜であってSiO2 膜 3は絶縁膜であってSiO2 膜 4は配線層であってAl配線層 5は絶縁層であってPSG層 6は低反射遮光膜であってTiN膜 7はポジレジスト層であってレジストマスク 7a, 7bは開孔 7cは余分な開孔部 8, 8aはコンタクト窓 8bは余分なコンタクト窓部 11a, 11bはポリSi層 12は絶縁層であってPSG層 13は配線層であってAl配線層 14は絶縁層であってPSG層 15は低反射遮光膜であってTiN膜 16はポジレジスト層であってレジストマスク 16a は開孔 17はコンタクト窓

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板(1) 上に形成された配線層
    (4) 上の絶縁層(5) に該配線層(4) を露出するコンタク
    ト窓を形成するに際し, コンタクト窓形成領域の該絶縁層(5) 上に低反射遮光膜
    (6) を選択的に形成した後全面にレジスト層を形成し, 次いで, コンタクト窓形成用マスクを用いて該レジスト
    層を露光した後現像し,コンタクト窓形成領域に開孔(7
    a)を有するレジストマスク(7) を形成して該開孔(7a)底
    部に該低反射遮光膜(6) を露出させ, 次いで,該レジストマスク(7) をマスクにして,該開孔
    (7a)から該低反射遮光膜(6) 及び該絶縁層(5) をエッチ
    ングし,該配線層(4) を露出するコンタクト窓(8) を形
    成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁層(5) は酸化シリコン層であ
    り,前記低反射遮光膜(6) は窒化チタン膜であることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記開孔(7a)から前記低反射遮光膜(6)
    の全部及び前記絶縁層(5) の一部を等方性エッチングに
    より除去した後,前記開孔(7a)から前記絶縁層(5) を異
    方性エッチングにより除去することにより,前記配線層
    (4) を露出するコンタクト窓(8) を形成することを特徴
    とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
JP29534591A 1991-11-12 1991-11-12 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05136130A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100244707B1 (ko) * 1996-11-27 2000-10-02 김영환 반도체 소자의 배선 형성 방법
CN100463201C (zh) * 2005-03-11 2009-02-18 台湾积体电路制造股份有限公司 减少互补式金氧半场效晶体管影像感测器杂讯的结构

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Effective date: 19990204