JPH06291116A - 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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JPH06291116A
JPH06291116A JP7592493A JP7592493A JPH06291116A JP H06291116 A JPH06291116 A JP H06291116A JP 7592493 A JP7592493 A JP 7592493A JP 7592493 A JP7592493 A JP 7592493A JP H06291116 A JPH06291116 A JP H06291116A
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JP
Japan
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film
etching
resist film
resist
silicon oxide
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JP7592493A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Masumori
勝博 益森
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置においてパターニングすべき膜の上
のレジストを、フォトリソグラィー法の解像限界を超え
て、微細にパターニングすること。 【構成】酸化シリコン膜204のパターンニングにより
溝206を形成した後、フッ酸によるエッチングを行な
って幅の広い溝206aを形成し、第2のレジスト膜2
07を塗布し、酸化シリコン膜204表面が露出するま
でエッチングし、次に酸化シリコン膜204のみをエッ
チング除去する。残された第2のレジスト膜207をマ
スクとしてタングステンシリサイド膜208のエッチン
グを行なう。 【効果】露光機のフォーカスマージンを超える厚さのレ
ジストパターンを形成できる。又、一定ピッチパターン
での露光機の解像限界を超えた最小間隔を有するレジス
トパターンを形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特にパターンの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置の配線層は、フォトリ
ソグラフィー法によるパターニングで形成されてきた。
第1の従来例は図3(a)に示すように、レジスト膜3
05を露光・現像により、例えば、最小加工寸法0.6
μmの場合、最小ピッチ1.2μm,最小線幅0.6μ
mのパターンに形成する際、露光機のフォーカスマージ
ンが0.5μmのとき、レジスト膜305の切れ不良を
防ぐため、レジスト膜305の膜厚は0.5μm以下に
しなければならない。そのレジスト膜305パターンと
をマスクとしてアルミニウム系合金膜303をBCl3
系のガスでエッチングして図3(b)に示すように配線
層303aを形成する際、アルミニウム系合金膜303
のレジスト膜305に対するエッチング選択比は1:1
程度なので用いるアルミニウム系合金膜303の厚さは
レジスト膜305の厚さ以下、即ち0.5μm以下でな
いとパターニングすることができない。
【0003】第1の従来例では、 (1) レジスト膜305の膜厚は切れ不良をおこさないよ
うに露光機のフォーカスマージンより小さくしなければ
ならないので配線層を形成するための導電膜のレジスト
膜に対するエッチング選択比に従い、使用できる厚さに
上限があり、配線抵抗を下げる上での制限がもたらされ
る。
【0004】(2) 配線層間の間隔はレジスト膜の切れ不
良をおこさない幅以上でなければならないので、配線の
ピッチが定まっている場合、配線の幅に上限が与えら
れ、配線抵抗を下げる上での制限がもたらされる。とい
う欠点がある。
【0005】この欠点は次に述べる第2の従来例で一応
解決することができる。
【0006】第2の従来例では、図4(a)に示すよう
に1.0μmの厚さのアルミニウム系合金膜403を厚
さ0.5μmの酸化シリコン膜404で被覆し、フォト
リソグラフィー法による厚さ0.5μmのレジスト膜4
05のパターンに従い、酸化シリコン膜404をCHF
3 系のガスでエッチングで図4(b)に示すように除去
する。次に図4(c)に示すようにフォトレジスト膜と
酸化シリコン膜の2層膜をマスクとしてアルミニウム系
合金膜403をBCl3 系のガスでエッチングし、配線
層403aを形成する。そして図4(d)に示すように
レジスト膜404を剥離する。このとき酸化シリコン膜
404のレジスト膜405に対するCHF3 系のガスで
のエッチング選択比は10以上ある。またアルミニウム
系合金膜403の酸化シリコン膜404に対するBCl
3 系のガスでのエッチング選択比は5程度ある。それ故
レジスト膜厚が0.5μmであっても酸化シリコン膜を
0.5μmにし、アルミニウム系合金膜厚を1.0μm
とすることができる。このようにして、抵抗の低い配線
層を形成することができる。
【0007】しかしながらエッチング後に配線層上の酸
化シリコン膜を剥離することができない。配線層と配線
層との間に露出している絶縁体膜402は通常酸化シリ
コン膜であるため、マスクに用いた酸化シリコン膜を除
去すると、その絶縁体膜もエッチングされるため、下に
別の配線層があるとその後の工程で短絡不良をおこす可
能性があるためである。従ってこの方法で配線層を形成
しようとする場合、酸化シリコンと配線層の合計の高さ
は実質的に1.5μmとなる。配線間隔は0.6μmで
あるので、配線層間に絶縁体を埋込んで平坦化層間膜を
形成することが、配線層高さ1.0μm配線間隔0.6
μmの場合に比べより困難である。それ故この配線の上
に更に上層の配線層を形成する場合に必要な平坦化層間
膜を形成する上で不利となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したようにレ
ジスト膜をマスクとするエッチングにより配線層を形成
する従来の手法では、配線層の抵抗を下げる上で障害が
あるという問題点がある。
【0009】また、レジスト膜と酸化シリコン膜との2
層膜をマスクとするエッチングにより配線層を形成する
手法では配線層の抵抗を下げることはできるが、更に上
層に配線層を形成する上で障害が生じるという問題点が
ある。
【0010】従って本発明の目的は以上の欠点のない配
線層の形成方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、下地基板表面に導電性の第1の膜を被着する
工程と、前記第1の膜に対して選択的エッチング可能な
第2の膜で前記第1の膜を被覆する工程と、前記第2の
膜を選択的に被覆する第1のレジスト膜を形成する工程
と、前記第1のレジスト膜をマスクとして、前記第2の
膜をエッチングして前記第1の膜表面を露出させる工程
と、前記第1のレジスト膜をすべて除去し、第2のレジ
スト膜を塗布法により形成し、前記第2の膜表面が露出
するまで、前記第2のレジスト膜を全面エッチングする
工程と、露出した前記第2の膜をすべてエッチング除去
する工程と、前記第2のレジスト膜をマスクとして前記
第1の膜をエッチングして所定形状にパターニングする
工程とを有し、前記第2の膜の前記第1のレジスト膜に
対するエッチング選択比が、前記第1の膜の前記第2の
レジスト膜に対するエッチング選択比よりも大きいとい
うものである。
【0012】また、前記第1のレジスト膜をすべて除去
した後、前記第2のレジスト膜を塗布する前に、前記第
2の膜に等方性エッチングをかける工程を追加してもよ
い。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0014】図1(a),(b),(c),(d)は本
発明の配線形成方法の第一実施例の説明のための工程順
断面図である。
【0015】まず図1(a)に示すように、シリコン半
導体基板101(図示しないMOSトランジスタなどの
素子やフィールド酸化膜等が形成されている)を被覆し
て層間絶縁膜などの絶縁体膜102が設けられた下地基
板に1.0μmの厚さのAl−Siなどのアルミニウム
系合金膜103を被着し、厚さ1.0μmの酸化シリコ
ン膜104を被着しその表面にフォトリソグラフィー法
により厚さ0.5μmの第1のレジスト膜105のパタ
ーンを形成し、CHF3 系のエッチングで酸化シリコン
膜104を選択的に除去し、アルミニウム合金系膜10
3を露出させる。
【0016】次に図1(b)に示すように第1のレジス
ト膜105を除去した後厚さ1.0μm以上の第2のレ
ジスト膜107を全面に塗布法で形成した後、エッチン
グにより酸化シリコン膜104の表面を露出させる。こ
うして第2のレジスト膜107を溝106部にのみ残
す。次にCHF3 系のエッチングで酸化シリコン膜10
4をすべて除去し、図1(c)に示すように、アルミニ
ウム系合金膜103の表面を露出させる。
【0017】次にアルミニウム系合金膜103を第2の
レジスト膜107のパターンに従い、図1(d)に示す
ようにBCl3 系のガスでエッチングし、配線層103
aを形成する。
【0018】最小線幅0.6μm、最小ピッチ1.2μ
mの配線パターンを形成する際、露光機のフォーカスマ
ージンが0.5μm以下のとき、レジスト膜に対してC
HF3 系のエッチングの選択比が2:1になる酸化シリ
コン膜104を膜厚1.0μmで形成したパターンを用
いてアルミニウム系合金膜上のレジスト膜107パター
ンを膜厚1.0μm程度に形成できるためパターニング
可能なアルミニウム系合金膜厚も1.0μmと厚くでき
る。従って配線層103aの抵抗値を下げることができ
るし、第2の従来例のように、配線層の上に酸化シリコ
ン膜が残ることはないので上層配線を設ける上での障害
は少ない。
【0019】図2(a),(b),(c),(d)は本
発明の配線形成方法の第2の実施例の説明のための工程
順断面図である。
【0020】まず図2(a)に示すように、絶縁体膜2
02を有する下地基板表面を厚さ0.4μmのタングス
テンシリサイド膜208で被覆し、更に厚さ0.4μm
の酸化シリコン膜204を被着し、フォトリソグラフィ
ー法により最小線幅0.6μm、最小ピッチ1.2μm
の膜厚0.2μmの第1のレジスト膜205のパターン
を形成し、CH3 F系のガスでエッチングしタングステ
ンシリサイド膜208を選択的に露出させる。次に第1
のレジスト膜205を除去した後、酸化シリコン膜20
4をフッ酸でウェットエッチングし、図2(b)に示す
ようにパターン化された酸化シリコン膜の幅を細らせ
(溝206を幅を広げて溝206aとし)、最小線幅
(溝206aの幅)400nmにする。
【0021】次に図2(c)に示すように、第2のレジ
スト膜207を全面に塗布法で形成したのち酸化シリコ
ン膜204の表面が露出するまで第2のレジスト膜20
7をエッチングすることによって溝206a部にのみ残
す。次に酸化シリコン膜204をCH3 F系のガスです
べてエッチング除去し、最小線幅800nm,最小ピッ
チ1200nmに形成された第2のレジスト膜パターン
に従い、タングステンシリサイド膜208をCF4 系の
ガスでエッチングし、図2(d)に示すように、配線層
208aを形成する。
【0022】最小ピッチ1.2μmで解像できる最小間
隔から定まる、線幅0.6μm、膜厚0.2μmのレジ
ストパターンを用いるとき、レジスト膜205パターン
を利用して形成される最小ピッチ1.2μm、最小線幅
0.6μmの酸化シリコン膜パターンに等方的エッチン
グを行なうことで最小幅0.4μmにした酸化シリコン
膜パターンを用いてタングステンシリサイド膜208上
のレジストパターン207を最小線幅0.8μm、最小
ピッチ1.2μmに形成できるため、タングステンシリ
サイド配線層208aも最小ピッチを1.2μmに保っ
たまま最小線幅を従来の0.6μmから、0.8μmに
大きくできる。
【0023】以上、第1,第2の実施例いずれにおいて
も酸化シリコン膜マスクによる配線層形成のためのエッ
チングを行なうわけではないので、配線層間に絶縁体を
埋込んで平坦化層間を形成することは、酸化シリコン膜
マスクが配線層上にのっている場合に比べ、容易であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、導電性の
第1の膜を第2の膜で被覆したのち第1のレジスト膜を
マスクとして第2の膜をパターニングする。次に第2の
膜のパターンと相補関係にある第2のレジスト膜パター
ンを形成して、それをマスクにして第1の膜のパターニ
ングを行なって配線層とする。第2の膜の第1のレジス
ト膜に対するエッチング選択比が第1の膜の第2のレジ
スト膜に対するエッチング選択比よりも大きい材料を使
うことにより、露光機のフォーカスマージンより厚い第
2のレジスト膜をマスクとして形成でき、配線層の厚さ
をフォーカスマージンより大きくできる。従って配線層
の低抵抗化と配線の微細化をともに実現できる。しか
も、配線層自体の厚さで定まる段差部を被覆して層間絶
縁膜を形成するので上層配線層を形成する上で格別の障
害は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の説明のための(a)〜
(d)に分図して示す工程順断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例の説明のための(a)〜
(d)に分図して示す工程順断面図である。
【図3】第1の従来例の説明のための(a),(b)に
分図して示す工程順断面図である。
【図4】第2の従来例の説明のための(a)〜(d)に
分図して示す工程順断面図である。
【符号の説明】
101,201,301,401 シリコン半導体基
板 102,202,302,402 絶縁体膜 103,303,403 アルミニウム系合金膜 103a,303a,403a 配線層 104,204,404 酸化シリコン膜 105,205 第1のレジスト膜 305,405 レジスト膜 106,206,206a 溝 107,207 第2のレジスト膜 208 タングステンシリサイド膜 208a 配線層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下地基板表面に導電性の第1の膜を被着
    する工程と、前記第1の膜に対して選択的エッチング可
    能な第2の膜で前記第1の膜を被覆する工程と、前記第
    2の膜を選択的に被覆する第1のレジスト膜を形成する
    工程と、前記第1のレジスト膜をマスクとして、前記第
    2の膜をエッチングして前記第1の膜表面を露出させる
    工程と、前記第1のレジスト膜をすべて除去し、第2の
    レジスト膜を塗布法により形成し、前記第2の膜表面が
    露出するまで、前記第2のレジスト膜を全面エッチング
    する工程と、露出した前記第2の膜をすべてエッチング
    除去する工程と、前記第2のレジスト膜をマスクとして
    前記第1の膜をエッチングして所定形状にパターニング
    する工程とを有し、前記第2の膜の前記第1のレジスト
    膜に対するエッチング選択比が、前記第1の膜の前記第
    2のレジスト膜に対するエッチング選択比よりも大きい
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1のレジスト膜をすべて除去した
    後、前記第2のレジスト膜を塗布する前に、前記第2の
    膜に等方性エッチングをかける工程を有する請求項1記
    載の半導体装置の製造方法。
JP7592493A 1993-04-01 1993-04-01 半導体装置の製造方法 Pending JPH06291116A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589880B2 (en) 2000-06-22 2003-07-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fine pattern formation method and semiconductor device or liquid crystal device manufacturing method employing this method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589880B2 (en) 2000-06-22 2003-07-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fine pattern formation method and semiconductor device or liquid crystal device manufacturing method employing this method

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