JPH05343535A - 微細配線の形成方法 - Google Patents

微細配線の形成方法

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JPH05343535A
JPH05343535A JP4143880A JP14388092A JPH05343535A JP H05343535 A JPH05343535 A JP H05343535A JP 4143880 A JP4143880 A JP 4143880A JP 14388092 A JP14388092 A JP 14388092A JP H05343535 A JPH05343535 A JP H05343535A
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JP
Japan
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film
wiring
silicon oxide
pattern
oxide film
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Withdrawn
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JP4143880A
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English (en)
Inventor
Hidenobu Miyamoto
秀信 宮本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】微細配線を形成するためのフォトリソグラフィ
ー工程の露光マージンを拡大する。 【構成】コンタクト孔3を含む表面に設けたアルミニウ
ム合金膜4の上に酸化シリコン膜5を堆積し、酸化シリ
コン膜5の上にフォトレジスト膜6を塗布してパターニ
ングし、所望の線幅より細い配線形成用パターンを形成
する。次に、フォトレジスト膜6をマスクとして酸化シ
リコン膜5を異方性エッチングした後、フォトレジスト
膜を除去し、全面に酸化シリコン膜7を堆積した後エッ
チバックして酸化シリコン膜5の側面にのみ酸化シリコ
ン膜7を残す。次に、酸化シリコン膜5,7をマスクと
してアルミニウム合金膜4をエッチングして微細配線を
形成する。 【効果】所望の配線パターンより配線幅を細く、配線間
隔を広くしたレジスト膜パターンを形成することによ
り、リソグラフィー工程のマージンを拡げ、配線の微細
化を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微細配線の形成方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の微細化は、最近ますます急
速にすすんでおり、4MDRAMでは0.8μmルー
ル,16MDRAMでは0.5μmルールが使われ、6
4MDRAMでは0.35μmルールが使われると思わ
れる。それに伴い微細配線パターンを形成するための露
光技術,エッチング技術も進歩してきており、露光技術
としては露光に使用する光の波長が436nmのG線か
ら365nmのi線、さらに248nmのKrFエキシ
マレーザービームを使用したものが用いられるようにな
っている。さらに、より微細パターンを形成するために
露光装置のレンズの開口数NAを大きくするか、あるい
は位相シフトマスクを用いた露光技術、多層レジスト膜
法等の微細パターン形成技術が開発されている。
【0003】図4(a)〜(c)は従来の微細配線の形
成方法を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。
【0004】まず、図4(a)に示すように、半導体基
板1の上に形成した層間絶縁膜2の上にアルミニウム合
金膜4を堆積する。
【0005】次に、図4(b)に示すように、アルミニ
ウム合金膜4の上にフォトレジスト膜6を塗布して露光
及び現像を行って配線形成用のパターンを形成する。
【0006】次に、図4(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜6をマスクとしてアルミニウム合金膜4を異方
性エッチングして配線4aを形成した後フォトレジスト
膜6を剥離する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この従来の微細配線形
成方法では、エッチングのマスクとして使用するフォト
レジスト膜の厚さを微細パターンの寸法に対応して薄く
する必要があるが、フォトレジスト膜の金属膜に対する
エッチング選択比が小さいため、はがれを生じ易く、た
とえ露光光線の波長を短かくしてもフォトレジスト膜の
膜厚の制限により配線の幅及び間隔を低減できないとい
う問題があった。
【0008】また、多層のフォトレジスト膜を使用する
方法も知られているが工程が複雑になるという欠点があ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の微細配線の形成
方法は、半導体基板上に導電体薄膜を形成し前記導電体
薄膜上にCVD法により第1の絶縁膜を形成する工程
と、前記第1の絶縁膜を選択的に異方性エッチングして
配線形成用のパターンを形成する工程と、前記第1の絶
縁膜を含む表面にCVD法により第2の絶縁膜を堆積し
てエッチバックし前記第1の絶縁膜の側面にのみ第2の
絶縁膜を残す工程と、前記第1及び第2の絶縁膜をマス
クとして前記導電体薄膜を異方性エッチングして配線を
形成する工程とを含んで構成される。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0011】図1(a)〜(e)は本発明の第1の実施
例を説明するための工程順に示した半導体チップの断面
図である。
【0012】まず、図1(a)に示すように、半導体基
板1の上に層間絶縁膜2を1μmの厚さに堆積する。次
に、層間絶縁膜2を選択的にエッチングして口径0.4
μmのコンタクト孔3を形成する。次に、コンタクト孔
3を含む表面にアルミニウム合金膜4をスパッタ法によ
り0.5μmの厚さに堆積し、アルミニウム合金膜4の
上にプラズマCVD法を用いて酸化シリコン膜5を0.
2μmの厚さに堆積する。
【0013】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜6を約1μmの厚さに塗布してi線露光により
パターニングし、コンタクト孔3に位置合わせしたパタ
ーンを形成する。次に、フォトレジスト膜6をマスクと
してRIE(反応性イオンエッチング)装置を用いCF
4 ガス50SCCM,圧力10Pa,RFパワー1kW
の条件で酸化シリコン膜5を異方性エッチングする。
【0014】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜6を剥離した後、再度プラズマCVD法を用い
て酸化シリコン膜7を0.1μmの厚さに堆積する。
【0015】次に、図1(d)に示すように、RIE装
置を用いCF4 50SCCM,圧力10Pa,RFパワ
ー1kWの条件で全面をエッチバックして酸化シリコン
膜5の側面にのみ約0.1μm幅の酸化シリコン膜7を
残す。この時点においてシリコン酸化膜5.7のパター
ン幅はフォトレジスト膜6のパターンに対し片側0.1
μmづつ太くなっている。
【0016】次に、図1(e)に示すように、酸化シリ
コン膜5,7をマスクとしてRIE(反応性イオンエッ
チング)装置によりCl2 /BCl3 /CF4 /N2
30/30/10/10SCCM,圧力5mTorr,
RFパワー400Wの条件でアルミニウム合金膜4を異
方性エッチングして配線4aを形成する。
【0017】本実施例においては、i線露光装置を用い
た従来の配線形成方法では分離不可能であった例えば
0.2μm間隔の配線パターンを形成可能とすると共
に、レジスト膜パターンの配線幅に対し、側壁膜の厚さ
に相当する分の配線幅を太くすることができ、コンタク
ト孔に対するマージンを大きくすることができるという
利点がある。
【0018】なお、アルミ合金膜4の代りにタングステ
ンシリサイド膜,タングステンポリサイド膜,タングス
テン膜のいずれかを用いても良く、酸化シリコン膜5,
7の代りに窒化シリコン膜を用いても良い。
【0019】図2(a)〜(c)及び図3(a),
(b)は本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
【0020】まず、図2(a)に示すように、P型のシ
リコン基板21の表面に選択的にフィールド酸化膜22
を設けて素子形成領域を区画し、この素子形成領域の表
面にゲート酸化膜23を形成する。次に、ゲート酸化膜
23を含む表面に多結晶シリコン膜24を堆積してこれ
に燐を拡散した後、多結晶シリコン膜24の上に酸化シ
リコン膜25を堆積する。
【0021】次に、図2(b)に示すように、酸化シリ
コン膜25及び多結晶シリコン膜24を選択的に順次エ
ッチングしてゲート電極を兼ねるワード線26を形成す
る。次に酸化シリコン膜26及びゲート電極をマスクと
して低濃度のN型不純物をイオン注入してN型拡散層2
7を形成した後全面に酸化シリコン膜を堆積してエッチ
バックし、ワード線26及び酸化シリコン膜24の側壁
にのみ側壁膜28を形成する。次に側壁膜28をマスク
として高濃度のN型の不純物をイオン注入しLDD型の
不純物拡散層を形成した後、全面に層間絶縁膜29を堆
積して選択的にエッチングし、ビット線コンタクト孔3
0を形成する。
【0022】次に、図2(c)に示すように、膜厚15
0nmのタングステンシリサイド膜31を堆積した後、
BPSG膜32を0.3μmの厚さに堆積して900℃
の温度でリフローさせ、BPSG膜32の表面を平坦化
する。次に、BPSG膜32の上にリソグラフィー技術
を用いてビット線形成用パターンを有するフォトレジス
ト膜33を選択的に設ける。
【0023】次に、図3(a)に示すように、フォトレ
ジスト膜33をマスクとしてCF4/CHF3 /Arの
ガスを用いた反応性イオンエッチング(以下RIEと記
す)によりBPSG膜32をエッチングする。次にBP
SG膜32を含む表面にBPSG膜32を0.1μmの
厚さに堆積してエッチバックし、BPSG膜32の側面
にのみBPSG膜34を形成する。
【0024】次に、図3(b)に示すように、BPSG
膜32,34をマスクとしてタングステンシリサイド膜
31を異方性エッチングし、ビット線を形成する。
【0025】本実施例では、下地段差の大きい半導体素
子表面にシリサイド配線を形成する場合に於いて、シリ
サイド配線上にBPSG膜を堆積し、リフローを行うこ
とにより半導体素子表面を平坦化し、リソグラフィー工
程でのフォーカスマージン不足によるパターンの切れ不
良をなくし、微細配線形成のためのフォトレジスト膜の
パターニングをより容易にするという利点がある。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、配線用金
属膜の上にCVD絶縁膜を堆積し、このCVD絶縁膜を
フォトレジスト膜をマスクしてエッチングし、パターニ
ングされたCVD絶縁膜の側面に側壁絶縁膜を設けてこ
れらの絶縁膜をマスクとして下層の配線用金属膜をエッ
チングして配線を形成することにより、配線幅をフォト
レジスト膜のパターンより大きくして配線間隔がフォト
レジスト膜のパターンより小さいものも形成できる。し
かもこのフォトレジスト膜のパターンからのシフト量は
側壁絶縁膜の厚さでコントロールできるため、配線間隔
が狭く現有の露光装置ではパターンが分離できない配線
に対しても、あらかじめ配線間隔を拡げた露光マスクを
用いて間隔の狭い配線も形成できるという効果を有す
る。
【0027】さらに、高段差上の微細配線パターン形成
についても従来の露光装置ではフォーカスマージンが足
りずに解像できない様な配線パターンに対し、配線用金
属膜の表面に堆積してリフローし表面を平坦化したBP
SG膜を介在させることにより高段差上の微細配線も容
易に形成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
に示した断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した断面図。
【図3】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した断面図。
【図4】従来の微細配線の形成方法を説明するための工
程順に示した断面図。
【符号の説明】
1 半導体基板 2,29 層間絶縁膜 3 コンタクト孔 4 アルミニウム合金膜 4a 配線 5,7,25 酸化シリコン膜 6,33 フォトレジスト膜 21 P型シリコン基板 22 フィールド酸化膜 23 ゲート酸化膜 24 多結晶シリコン膜 26 ワード線 27 N型拡散層 28 側壁膜 30 ビット線コンタクト 31 タングステンシリサイド膜 32,34 BPSG膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に導電体薄膜を形成し前記
    導電体薄膜上にCVD法により第1の絶縁膜を形成する
    工程と、前記第1の絶縁膜を選択的に異方性エッチング
    して配線形成用のパターンを形成する工程と、前記第1
    の絶縁膜を含む表面にCVD法により第2の絶縁膜を堆
    積してエッチバックし前記第1の絶縁膜の側面にのみ第
    2の絶縁膜を残す工程と、前記第1及び第2の絶縁膜を
    マスクとして前記導電体薄膜を異方性エッチングして配
    線を形成する工程とを含むことを特徴とする微細配線の
    形成方法。
JP4143880A 1992-06-04 1992-06-04 微細配線の形成方法 Withdrawn JPH05343535A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19990831