JPH06295877A - Formation of contact hole in semiconductor device - Google Patents

Formation of contact hole in semiconductor device

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JPH06295877A
JPH06295877A JP5081014A JP8101493A JPH06295877A JP H06295877 A JPH06295877 A JP H06295877A JP 5081014 A JP5081014 A JP 5081014A JP 8101493 A JP8101493 A JP 8101493A JP H06295877 A JPH06295877 A JP H06295877A
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contact hole
exposure
pattern
etching
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Toshio Nakanishi
敏雄 中西
Masatsugu Komai
正嗣 駒井
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide e a method for forming a contact hole on a semiconductor device in which defective etching due to microloading can be prevented while improving the step coverage of wiring without requiring any additional step even if the pattern size is smaller than a specific value and thereby a contact hole 15 having a desired pattern can be formed with high reproducibility and controllability. CONSTITUTION:An SiO2 film 12 is formed on a substrate 11 and a resist 13 is applied thereon while controlling the thickness such that the node of standing wave appears on the resist surface in the exposure step. The resist 13 is then subjected to total surface exposure and mask exposure and then it is developed to form a cup type resist pattern 13a. Subsequently, the SiO2 film 12 is subjected to reactive ion etching thus making a contact hole on the semiconductor substrate. A mask 14 having pattern size of 1mum or less is employed in the mask exposure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のコンタクト
ホール形成方法に関し、より詳細には半導体集積回路製
造過程においてSiO2 膜をエッチングしてコンタクト
ホールを形成する半導体装置のコンタクトホール形成方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a contact hole in a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a contact hole in a semiconductor device in which a contact hole is formed by etching a SiO 2 film in a semiconductor integrated circuit manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体装置(半導体集積回
路)の製造においては、半導体基板の表面に形成された
SiO2 膜にコンタクトホールを形成するために、レジ
ストにマスクのパターンを転写するフォトリソグラフィ
技術と、パターン形成されたレジストをマスクとしてS
iO2 膜を加工するエッチング技術とを組み合わせた工
程が採用されている。また、前記コンタクトホールの形
成方法としては、ウエットエッチングとドライエッチン
グとを組み合わせた方法も知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices (semiconductor integrated circuits), photolithography in which a mask pattern is transferred to a resist in order to form a contact hole in a SiO 2 film formed on the surface of a semiconductor substrate. S with the technique and the patterned resist as a mask
A process combined with an etching technique for processing the iO 2 film is adopted. As a method of forming the contact hole, a method of combining wet etching and dry etching is also known.

【0003】まず、コンタクトホールを形成するための
一般的なフォトリソグラフィ及びエッチング工程を図9
に基づいて説明する。まず最初に、Si基板31上にS
iO2 膜32を形成し、次いで感光性高分子から成るレ
ジスト33を塗布し、この後プリベークを行なってレジ
スト33中に含まれる有機溶剤を除去する(図9
(a))。次に、マスク34のパターンを露光によって
レジスト33上に転写し(図9(b))、その後レジス
ト33を現像してマスク34のパターンに対応するレジ
ストパターン33aを形成する。次に、ポストベークを
行ない、レジスト33中に含まれる水分を飛ばしてレジ
スト33を硬化させ、SiO2 膜32との密着性を高め
ておく(図9(c))。さらに、レジストパターン33
aをマスクとしてSiO2 膜32に反応性イオンエッチ
ング処理を施し、コンタクトホール35を形成する(図
9(d))。次に、不要となったレジスト33を溶かし
て除去する(図9(e))。以上のように、図9(a)
〜(e)に示したような5つの主な工程から一般的なフ
ォトリソグラフィ及びエッチング工程は構成されてい
る。
First, a general photolithography and etching process for forming a contact hole is shown in FIG.
It will be described based on. First, S on the Si substrate 31
An iO 2 film 32 is formed, a resist 33 made of a photosensitive polymer is then applied, and then prebaking is performed to remove the organic solvent contained in the resist 33 (FIG. 9).
(A)). Next, the pattern of the mask 34 is transferred onto the resist 33 by exposure (FIG. 9B), and then the resist 33 is developed to form a resist pattern 33a corresponding to the pattern of the mask 34. Next, post-baking is performed to remove moisture contained in the resist 33 to cure the resist 33 and enhance the adhesiveness with the SiO 2 film 32 (FIG. 9C). Further, the resist pattern 33
The SiO 2 film 32 is subjected to reactive ion etching treatment using a as a mask to form a contact hole 35 (FIG. 9D). Next, the unnecessary resist 33 is melted and removed (FIG. 9E). As described above, FIG.
A general photolithography and etching process is composed of five main processes as shown in FIGS.

【0004】次に、図10に基づいてウエットエッチン
グとドライエッチングとを組み合わせた方法について説
明する。この方法ではまず最初に、Si基板41上にS
iO2 膜42を形成し、さらにSiO2 膜42上に感光
性高分子から成るレジスト43を塗布する。この後、プ
リベークを行なってレジスト43中に含まれる有機溶剤
を除去し、マスク上のパターン(図示せず)を露光によ
ってレジスト43上に転写してから現像する。次に、ポ
ストベークを行なってレジスト43を硬化させ、下地と
の密着性を高めておく(図10(a))。さらに、レジ
スト43をマスクとし、例えば10:1BHF溶液(H
F、HNO3 、H2 Oの混合液)を用いたウエットエッ
チングにより、SiO2 膜42の上部に等方的エッチン
グを施して面取りを行なう(図10(b))。この後、
ドライエッチングにより異方的エッチングを施し、Si
2 膜42に面取りされたパターンを形成する(図10
(c))。次に、不要となったレジスト43を溶かして
除去すれば椀形のコンタクトホール45が得られる(図
10(d))。
Next, a method of combining wet etching and dry etching will be described with reference to FIG. In this method, first of all, S is formed on the Si substrate 41.
An iO 2 film 42 is formed, and a resist 43 made of a photosensitive polymer is applied on the SiO 2 film 42. After that, pre-baking is performed to remove the organic solvent contained in the resist 43, and a pattern (not shown) on the mask is transferred onto the resist 43 by exposure and then developed. Next, post-baking is performed to cure the resist 43 and enhance the adhesion to the base (FIG. 10A). Further, using the resist 43 as a mask, for example, a 10: 1 BHF solution (H
By wet etching using a mixed solution of F, HNO 3 , and H 2 O), the upper portion of the SiO 2 film 42 is isotropically etched to chamfer (FIG. 10B). After this,
Anisotropic etching is performed by dry etching, and Si
A chamfered pattern is formed on the O 2 film 42 (FIG. 10).
(C)). Next, the resist 43 that is no longer needed is melted and removed to obtain a bowl-shaped contact hole 45 (FIG. 10D).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置にお
いては、配線等の微細化に伴い、1μm以下のパターン
を得る必要が大きくなってきており、これとともにパタ
ーンの高アスペクト化が進んできている。
In recent years, with the miniaturization of wirings and the like in semiconductor devices, it is becoming more and more necessary to obtain a pattern of 1 μm or less, and along with this, the aspect ratio of the pattern is becoming higher. .

【0006】図9に示したフォトリソグラフィ及びエッ
チング工程においては、矩形形状のレジストパターン3
3aが形成される。このため、レジストパターン33a
が1μm以下の配線間のスペースやコンタクトホール径
等のエッチングされるべき幅(以下、パターンサイズと
いう)を有している場合、エッチングの際に以下のよう
な課題があった。すなわち、このようにパターンサイズ
が小さい場合、矩形形状のレジストパターン33aの上
部の角部によってエッチングガスイオンのパターン内へ
の流入が妨げられ、エッチングガスイオンがSiO2
32まで侵入しにくくなり、また侵入できても、前記イ
オンとSiO2 膜32との反応生成物が開口部から外に
出にくくなる。このため、エッチング速度が遅くなる。
図11は無限大のパターンサイズにおけるエッチレート
を1として、パターンサイズと規格化したエッチレート
との関係を示したグラフである。図11から、1μm以
下の小さなパターンサイズではパターンサイズが小さく
なるにしたがってエッチレートが次第に小さくなること
が分かる。このため、例えば2.0μmサイズのパター
ンと、0.8μm及び0.6μmサイズの小さなパター
ンとが1つのレジストパターンに存在する場合(図12
(a))、2.0μmサイズのパターンがジャストエッ
チングされた時点でエッチング処理を止めると、0.8
μm及び0.6μmサイズのパターンではエッチングが
不十分となる(図12(b))。また、0.6μmサイ
ズの部分が十分エッチングされるまでエッチング処理を
施すと、2.0μmサイズのパターン部分ではエッチン
グが進み過ぎてしまう。したがって、上記したいわゆる
マイクロローディング効果によるエッチング不良が生
じ、均一なエッチングが行なえず、所望のパターンサイ
ズを得ることができないという課題があった。
In the photolithography and etching process shown in FIG. 9, a rectangular resist pattern 3 is used.
3a is formed. Therefore, the resist pattern 33a
Has a space between wirings of 1 μm or less or a width to be etched (hereinafter referred to as a pattern size) such as a contact hole diameter, the following problems occur during etching. That is, when the pattern size is small as described above, the upper corners of the rectangular resist pattern 33a prevent the etching gas ions from flowing into the pattern, and the etching gas ions are less likely to enter the SiO 2 film 32. Even if it can penetrate, the reaction products of the ions and the SiO 2 film 32 are hard to come out from the opening. Therefore, the etching rate becomes slow.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pattern size and the standardized etch rate, where the etch rate for an infinite pattern size is 1. From FIG. 11, it can be seen that the etch rate gradually decreases as the pattern size decreases with a small pattern size of 1 μm or less. Therefore, for example, a pattern of 2.0 μm size and small patterns of 0.8 μm and 0.6 μm exist in one resist pattern (FIG. 12).
(A)) When the etching process is stopped when the 2.0 μm size pattern is just etched, 0.8
Etching becomes insufficient with the patterns having a size of μm and 0.6 μm (FIG. 12B). Further, if the etching process is performed until the 0.6 μm size portion is sufficiently etched, the etching proceeds too much in the 2.0 μm size pattern portion. Therefore, there is a problem in that etching defects due to the so-called microloading effect described above occur, uniform etching cannot be performed, and a desired pattern size cannot be obtained.

【0007】また、コンタクトホール35のアスペクト
比が大きい場合、コンタクトホール35に配線材料36
を埋め込んだ際(図13)、段差部での埋め込み特性が
悪くなり、段差部における配線材料36の膜厚が薄くな
り、b/aの値が小さくなる。したがって、配線の段差
被覆性が悪くなり、導通不良を生じる確率が高なってし
まうという課題があった。
If the aspect ratio of the contact hole 35 is large, the wiring material 36 is formed in the contact hole 35.
Embedded in (FIG. 13), the burying characteristic in the step portion deteriorates, the film thickness of the wiring material 36 in the step portion becomes thin, and the value of b / a becomes small. Therefore, there is a problem that the step coverage of the wiring is deteriorated and the probability of defective conduction increases.

【0008】一方、ウエットエッチングとドライエッチ
ングとを併用する方法においても、レジスト43のパタ
ーンが矩形形状を有するため、ドライエッチングを行な
う際、パターンの角部によりエッチングガスイオンのS
iO2 膜42への侵入や反応生成物の放出が阻害され、
マイクロローディング効果によるエッチング不良が生
じ、均一なエッチングが行なえず、所望のパターンサイ
ズを得ることができないという課題があった。
On the other hand, even in the method in which both wet etching and dry etching are used, since the pattern of the resist 43 has a rectangular shape, when the dry etching is performed, S of etching gas ions is generated by the corners of the pattern.
Invasion of the iO 2 film 42 and release of reaction products are inhibited,
There is a problem that etching failure occurs due to the microloading effect, uniform etching cannot be performed, and a desired pattern size cannot be obtained.

【0009】また、この方法ではウエットエッチングに
よる等方的なエッチング工程を加えることにより、椀形
のコンタクトホール45が形成され、この椀形のコンタ
クトホール45の上部は大きく開口しており、段差部の
傾斜がなだらかであるため、実質的なアスペクト比が小
さくなる。このため、図14に示したように配線材料4
6を埋め込む際の埋め込み特性が良くなり、b/aの値
が大きくなり、配線の段差被覆性は良好となるが、反面
ウエットエッチングを施す工程が増加してしまうという
課題があった。
Further, according to this method, a bowl-shaped contact hole 45 is formed by adding an isotropic etching step by wet etching, and the upper portion of the bowl-shaped contact hole 45 is largely opened to form a step portion. Since the slope of is gentle, the practical aspect ratio becomes small. Therefore, as shown in FIG.
Although the burying characteristic when burying 6 is improved, the value of b / a is increased, and the step coverage of the wiring is improved, there is a problem that the number of steps for performing wet etching is increased.

【0010】さらに、レジスト43とSiO2 膜42と
の密着性が悪いと、レジスト43とSiO2 膜42との
界面から水平方向にエッチング液が染み込み、横方向に
エッチングが拡がってしまう。したがって、再現性、制
御性が悪くなるとともに微細加工上も不利になるという
課題があった。
Furthermore, the poor adhesion between the resist 43 and the SiO 2 film 42, the resist 43 and an etching solution in a horizontal direction from the interface between the SiO 2 film 42 is penetrated, transversely etching will spread. Therefore, there is a problem that reproducibility and controllability are deteriorated and also disadvantageous in fine processing.

【0011】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、パターンサイズが1μm以下であっても
工程を増やすことなく配線の段差被覆性を良好なものに
しながらもマイクロローディング効果によるエッチング
不良を防止することができ、再現性および制御性に優れ
た所望のパターンを有するコンタクトホールを形成する
ことができる半導体装置のコンタクトホール形成方法を
提供することを目的としている。
The present invention has been invented in view of the above problems, and even if the pattern size is 1 μm or less, the step coverage of the wiring can be improved without increasing the number of steps, but the micro loading effect can be obtained. An object of the present invention is to provide a method for forming a contact hole in a semiconductor device, which can prevent a defective etching and can form a contact hole having a desired pattern with excellent reproducibility and controllability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る半導体装置のコンタクトホール形成方法
は、基板上にSiO2 膜を形成し、該SiO2 膜上にレ
ジストを後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生
じるように膜厚を制御して塗布し、前記レジストに全面
露光及びマスク露光を施して現像し、椀形のレジストパ
ターンを形成した後に前記SiO2 膜に反応性イオンエ
ッチングを施す半導体装置のコンタクトホール形成方法
であって、前記マスク露光に1μm以下のパターンサイ
ズを有するマスクを用いることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method of forming a contact hole of a semiconductor device according to the present invention comprises forming a SiO 2 film on a substrate and exposing a resist on the SiO 2 film later. In the process, the coating is performed by controlling the film thickness so that a node of a standing wave is generated on the resist surface, the resist is exposed to the whole surface and exposed by a mask and developed to form a bowl-shaped resist pattern, and then the SiO 2 film is formed. A method for forming a contact hole in a semiconductor device, wherein reactive ion etching is performed on the mask, wherein a mask having a pattern size of 1 μm or less is used for the mask exposure.

【0013】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、全面露光またはマスク露光の
後にPEB(Post Exposure Bake)処理を施すことを特
徴としている。
Further, the above-mentioned method for forming a contact hole in a semiconductor device is characterized in that PEB (Post Exposure Bake) processing is performed after the whole surface exposure or mask exposure.

【0014】[0014]

【作用】レジスト中のインヒビタ(現像抑制剤)は前記
レジストが露光されることにより分解されるので、全面
露光の強度を調整すれば該レジストの表面のみが強く露
光され、インヒビタ濃度は小さくなり、現像可能状態と
なる。また、深い部分になるにしたがって露光された光
強度が弱まった状態となり、インヒビタ濃度は大きくな
り現像不可能状態となる。つまり、前記全面露光後のイ
ンヒビタ濃度は前記レジストの表面から深くなるにつれ
て大きくなるという濃度分布を示す。
Since the inhibitor (development inhibitor) in the resist is decomposed by exposing the resist, if the intensity of the overall exposure is adjusted, only the surface of the resist is strongly exposed and the inhibitor concentration becomes small. Developable state. Further, as the depth becomes deeper, the intensity of the exposed light becomes weaker, the inhibitor concentration becomes higher, and the developing becomes impossible. That is, it shows a concentration distribution in which the inhibitor concentration after the whole surface exposure increases as the depth from the surface of the resist increases.

【0015】また、1μm以下のパターンサイズを有す
るマスクを用いてマスク露光を行なうと、前記マスク露
光では開口部のみから光が前記レジストに照射され、前
記開口部における光強度分布は表面部に近いほど現像に
より溶解可能な状態が大きく拡がった状態となる。
When mask exposure is performed using a mask having a pattern size of 1 μm or less, the resist is irradiated with light only through the opening in the mask exposure, and the light intensity distribution in the opening is close to that at the surface. As a result, the state that can be dissolved by the development is greatly expanded.

【0016】ところで、露光の際に該レジスト中に定在
波が発生する場合、通常反射面での定在波は節となり、
以下等間隔で腹と節とが交互に存在し、定在波の周期L
はL=λ/2n[Å](露光波長をλ[Å]、レジスト
の屈折率をnとする)となる。前記レジスト表面に定在
波の節がきた場合、前記レジスト表面は溶解されにくく
なり、現像後には断面形状が図1に示したような椀形形
状のレジストパターン13aが形成されることとなる。
By the way, when a standing wave is generated in the resist during exposure, the standing wave on the reflecting surface usually becomes a node,
The belly and the node are alternately present at equal intervals, and the standing wave period L
Is L = λ / 2n [Å] (where the exposure wavelength is λ [Å] and the refractive index of the resist is n). When a node of a standing wave appears on the resist surface, the resist surface is less likely to be dissolved, and after development, a resist pattern 13a having a bowl-shaped cross section as shown in FIG. 1 is formed.

【0017】このように、基板11上にSiO2 膜12
を形成し、SiO2 膜12上にレジストを後の露光工程
で定在波の節がレジスト表面に生じるように膜厚を制御
して塗布し、前記レジストに全面露光及び1μm以下の
パターンサイズを有する前記マスクを用いたマスク露光
を施して現像することにより、1μm以下のパターンサ
イズを有する制御性、再現性に優れた椀形のレジストパ
ターン13aを形成することが可能となる。
As described above, the SiO 2 film 12 is formed on the substrate 11.
Is formed, and a resist is applied on the SiO 2 film 12 while controlling the film thickness so that nodes of standing waves are generated on the resist surface in the subsequent exposure step, and the entire surface of the resist is exposed and a pattern size of 1 μm or less is applied. By performing mask exposure using the above-described mask and developing, it is possible to form a bowl-shaped resist pattern 13a having a pattern size of 1 μm or less and excellent in controllability and reproducibility.

【0018】さらに、このような椀形のレジストパター
ン13aを用いてSiO2 膜12に反応性イオンエッチ
ング処理を施すと、レジストパターン13aの開口部が
なだらかに広がっているため、イオンがSiO2 膜12
まで侵入しやすくなり、前記イオンとSiO2 膜12と
の反応生成物も前記開口部から外に出やすくなる。この
ため、マイクロローディング効果によるエッチング不良
が防止され、エッチレートの低下が抑制されることとな
る。つまり、パターンサイズが小さくなっても均一で確
実なエッチングが行なわれるようになり、パターン形成
の精度が高くなり、所望の微細なパターンを有する椀形
のコンタクトホールを形成することが可能となる。
Further, when the SiO 2 film 12 is subjected to the reactive ion etching treatment using such a bowl-shaped resist pattern 13a, the openings of the resist pattern 13a are gradually expanded, so that the ions are formed in the SiO 2 film. 12
Even more easily, and the reaction product of the ions and the SiO 2 film 12 also easily goes out through the opening. Therefore, the etching failure due to the microloading effect is prevented, and the decrease in the etching rate is suppressed. That is, even if the pattern size is reduced, uniform and reliable etching is performed, the accuracy of pattern formation is increased, and a bowl-shaped contact hole having a desired fine pattern can be formed.

【0019】また、該コンタクトホールにあっては、レ
ジストパターン13aの側面底部が直線的であることに
より、優れた線幅制御性を有することとなる。また、オ
ーバーエッチングとなってもホール側面底部の直線性が
保たれ、優れた線幅制御性が発揮されることとなる。
Further, in the contact hole, since the side surface bottom portion of the resist pattern 13a is linear, excellent line width controllability is provided. Further, even if overetching is performed, the linearity of the bottom of the side surface of the hole is maintained, and excellent line width controllability is exhibited.

【0020】さらに、ウエットエッチングによる等方的
なエッチング工程を加えることなく、椀形のレジストパ
ターン13aが形成されるため、工程が増加することが
ない。
Furthermore, since the bowl-shaped resist pattern 13a is formed without adding an isotropic etching step by wet etching, the number of steps is not increased.

【0021】そのうえ、前記コンタクトホールの開口部
が図2に示したようになだらかに広がっていることによ
り、コンタクトホール15が1μm以下のパターンサイ
ズを有していても実質的なアスペクト比が小さくなり、
後の工程でコンタクトホール15に配線材料16を埋め
込んだ場合、段差部における配線材料16も十分な厚み
を有することとなり、b/aの値が大きくなる。したが
って、配線の段差被覆性が良好となり、導通不良が防止
されることとなる。
Moreover, since the opening of the contact hole is gradually widened as shown in FIG. 2, even if the contact hole 15 has a pattern size of 1 μm or less, the substantial aspect ratio becomes small. ,
When the wiring material 16 is embedded in the contact hole 15 in a later step, the wiring material 16 in the step portion also has a sufficient thickness, and the value of b / a becomes large. Therefore, the step coverage of the wiring is improved, and defective conduction is prevented.

【0022】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、露光波長が単一波長の場合、
定在波の影響で下地膜に対して垂直方向にλ/4n
(λ;波長,n;屈折率)周期で光の強度が変化するこ
とによって、レジスト13の側壁に波状模様が現われる
場合がある(図3(a))。しかし前記波状模様も、全
面露光またはマスク露光の後にPEB処理を施すことに
よって滑らかになり(図3(b))、前記定在波の影響
を緩和することが可能となる。また、前記全面露光及び
前記マスク露光後におけるレジスト13中のインヒビタ
濃度分布がなだらかになり、線幅の制御が容易となる。
このため、表面がなめらかな椀形のレジストパターン1
3aが形成され、エッチング後のコンタクトホール15
のパターン制御性をさらに向上させることが可能とな
る。
In the method for forming a contact hole of a semiconductor device described above, when the exposure wavelength is a single wavelength,
Λ / 4n perpendicular to the underlying film due to the effect of standing waves
A wavy pattern may appear on the side wall of the resist 13 due to a change in the light intensity with a cycle of (λ; wavelength, n; refractive index) (FIG. 3A). However, the wavy pattern is also smoothed by performing PEB processing after the whole surface exposure or mask exposure (FIG. 3B), and it is possible to mitigate the influence of the standing wave. Further, the inhibitor concentration distribution in the resist 13 after the whole surface exposure and the mask exposure becomes gentle, and the line width can be easily controlled.
Therefore, a bowl-shaped resist pattern 1 with a smooth surface
3a is formed and the contact hole 15 after etching
It is possible to further improve the pattern controllability.

【0023】しかも、前記マスク露光の前に前記PEB
処理を施した場合は、前記マスク露光における光が入射
し易くなるため、マスク露光量を小さく見積もることも
可能となり、また前記マスク露光時における光の定在波
の影響も緩和されることとなる。
Moreover, the PEB is exposed before the mask exposure.
When the treatment is applied, the light in the mask exposure is likely to enter, so that the mask exposure amount can be estimated to be small, and the influence of the standing wave of the light in the mask exposure can be mitigated. .

【0024】[0024]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る半導体装置の
コンタクトホール形成方法の実施例及び比較例を図面に
基づいて説明する。図4(a)〜(e)は実施例に係る
半導体装置のコンタクトホール形成方法を説明するため
の各工程を示した模式的断面図である。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Examples and comparative examples of a method for forming a contact hole of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 4A to 4E are schematic cross-sectional views showing each step for explaining the method of forming the contact hole of the semiconductor device according to the example.

【0025】まず、基板11上にSiO2 膜12を形成
し、次いでSiO2 膜12上にPFX15(住友化学工
業(株)製)などのレジスト13を、レジスト13中に
発生する定在波の節付近がレジスト13表面に位置する
ような、例えば約12000Åの膜厚でスピンコートす
る(図4(a))。下記の表1は定在波が生じるレジス
ト膜厚とレジスト13表面での定在波の状態との関係を
示している。このことを利用して定在波の節付近がレジ
スト13表面に位置するようにレジスト13の膜厚を制
御する。例えば、レジスト13の屈折率を1.64、露
光波長を4360Å(g線)とすると定在波の周期は約
1330Åとなる。SiO2 膜12面では定在波は節に
なるから、膜厚が約(1330k)Å,kは自然数;
(表1参照)ならばレジスト13表面の定在波は節とな
る。
First, an SiO 2 film 12 is formed on a substrate 11, and then a resist 13 such as PFX15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is formed on the SiO 2 film 12 by a standing wave generated in the resist 13. Spin coating is performed with a film thickness of, for example, about 12000Å such that the nodes are located on the surface of the resist 13 (FIG. 4A). Table 1 below shows the relationship between the resist film thickness in which a standing wave is generated and the state of the standing wave on the surface of the resist 13. By utilizing this fact, the film thickness of the resist 13 is controlled so that the vicinity of the node of the standing wave is located on the surface of the resist 13. For example, when the refractive index of the resist 13 is 1.64 and the exposure wavelength is 4360Å (g line), the standing wave period is about 1330Å. Since standing waves become nodes on the surface of the SiO 2 film, the film thickness is about (1330 k) Å, k is a natural number;
If (see Table 1), the standing wave on the surface of the resist 13 becomes a node.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】この後プリベークを行なってレジスト13
中に含まれる有機溶剤を除去する(図4(a))。次
に、レジスト13上にステッパーで115mJ/cm2
の量のg線(4360Å)を全面に露光する(図4
(b))。この時の露光量はレジスト13が全部露光し
てしまわない程度、すなわち一定の膜厚を残す程度の露
光量である。また、露光にはg線(4360Å)を用い
たが、g線の他h線(4050Å)、i線(3650
Å)、KrF(2490Å)、ArF(1930Å)な
どの単一波長の露光源を用いることができる。
After that, pre-baking is performed to form the resist 13
The organic solvent contained therein is removed (FIG. 4A). Next, 115 mJ / cm 2 is applied on the resist 13 with a stepper.
Of g-line (4360Å) is exposed over the entire surface (Fig. 4).
(B)). The exposure amount at this time is such that the resist 13 is not entirely exposed, that is, the exposure amount is such that a constant film thickness remains. Although g-line (4360Å) was used for exposure, in addition to g-line, h-line (4050Å) and i-line (3650).
Å), KrF (2490 Å), ArF (1930 Å) and other single wavelength exposure sources can be used.

【0028】続いて、1μm以下のパターンサイズを有
するマスク14を用いてステッパーで露光してマスク露
光を行なう(図4(c))。この時の露光量はマスク1
4通りの寸法が得られる量で45mJ/cm2 である。
Subsequently, the mask 14 having a pattern size of 1 μm or less is used to perform mask exposure by exposure with a stepper (FIG. 4C). The exposure dose at this time is mask 1
The amount is 45 mJ / cm 2 so that four dimensions can be obtained.

【0029】次に、現像を行ない、この後115℃で1
20秒間ポストベークを行ない、レジスト13中に含ま
れる水分を飛ばしてレジスト13を硬化させ、SiO2
膜12との密着性を高めておく。こうしてマスク14に
対応する椀形のレジストパターン13aを形成する(図
4(d))。さらに、この椀形のレジストパターン13
aをマスクとしてSiO2 膜12に反応性イオンエッチ
ング処理を施してコンタクトホール15を形成し(図4
(e))、不要となったレジストパターン13aを除去
する(図4(f))。
Next, development is carried out, and thereafter, 1 ° C. at 115 ° C.
Performed for 20 seconds post-baking, the resist 13 is cured by skipping the water contained in the resist 13, SiO 2
The adhesion with the film 12 is enhanced. Thus, a bowl-shaped resist pattern 13a corresponding to the mask 14 is formed (FIG. 4D). Furthermore, this bowl-shaped resist pattern 13
Using SiO 2 as a mask, the SiO 2 film 12 is subjected to reactive ion etching to form a contact hole 15 (see FIG. 4).
(E)), the unnecessary resist pattern 13a is removed (FIG. 4 (f)).

【0030】上記エッチング処理は、Ar(350scc
m)を希釈ガスとしたCF4 及びCHF3 の混合ガスを
用い、図5に示した装置を使用してRFパワー:850
W、電極間距離:1.0cm、試料温度:−30℃、圧
力500mTorrの条件下で行なった。
The above etching treatment is performed by using Ar (350scc).
RF power: 850 using the apparatus shown in FIG. 5 using a mixed gas of CF 4 and CHF 3 with m) as a diluent gas.
W, distance between electrodes: 1.0 cm, sample temperature: −30 ° C., and pressure 500 mTorr.

【0031】図中21は上部電極を、22は下部電極
を、23は高周波電源を、24はガス導入口を、25は
ウエハをそれぞれ示している。
In the figure, 21 is an upper electrode, 22 is a lower electrode, 23 is a high frequency power source, 24 is a gas inlet, and 25 is a wafer.

【0032】なお、上記した混合ガスにエッチングガス
としてO2 を添加しても良い。
O 2 may be added as an etching gas to the above mixed gas.

【0033】また、上記実施例の場合は希釈ガスとして
Arを用いているが、希釈ガスとしてはその他He等を
用いることもできる。
Further, although Ar is used as the dilution gas in the above-mentioned embodiment, He or the like can be used as the dilution gas.

【0034】図6は実施例に係る混合ガスにおけるCF
4 とCHF3 との混合比を変化させてエッチングを行な
い、混合比とSiO2 及びレジストのエッチングレート
との関係を調べた結果と、混合比とSiO2 のレジスト
に対する選択比との関係を調べた結果とを示したもので
ある。
FIG. 6 shows CF in the mixed gas according to the embodiment.
Etching was performed by changing the mixing ratio of 4 and CHF 3, and the result of examining the relationship between the mixing ratio and the etching rate of SiO 2 and resist and the relationship between the mixing ratio and the selection ratio of SiO 2 to the resist were investigated. The results are shown below.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】表2はエッチング時に図6における選択比
が小さい混合ガスを用いて形成された実施例に係るコン
タクトホール15(図7(a))と、図6における選択
比が大きい混合ガスを用いて形成された実施例に係るコ
ンタクトホール15(図7(b))と、従来のフォトリ
ソグラフィ及びエッチング工程により形成された比較例
に係るコンタクトホール35(図9)と、従来のウエッ
トエッチングとドライエッチングとを併用する方法によ
り形成された比較例に係るコンタクトホール45(図1
0)とにおいて、工程数、マイクロローディング効果に
よる影響の有無、線幅制御性及び配線の段差被覆性を調
べた結果を示したものである。
Table 2 shows contact holes 15 (FIG. 7A) according to the embodiment formed by using a mixed gas having a small selection ratio in FIG. 6 during etching, and a mixed gas having a large selection ratio in FIG. The contact hole 15 according to the embodiment (FIG. 7B) formed by the conventional method, the contact hole 35 according to the comparative example (FIG. 9) formed by the conventional photolithography and etching process, and the conventional wet etching and dry etching. A contact hole 45 according to a comparative example formed by a method using etching together (see FIG.
In 0), the results of examining the number of steps, the presence or absence of the influence of the microloading effect, the line width controllability, and the step coverage of the wiring are shown.

【0037】表2から明らかなように、比較例に係るコ
ンタクトホール35においては、マイクロローディング
効果による影響が有り、また段差被覆性がかなり悪くな
っており、また比較例に係るコンタクトホール45にお
いても、マイクロローディング効果による影響が有り、
かつ段差被覆性も悪くなっているうえ、工程数も多い。
しかし、選択比が小さい混合ガスを用いて形成された実
施例に係るコンタクトホール15においては、線幅制御
性に優れ、かつ工程が増加せず、しかもマイクロローデ
ィング効果による影響も無くなり、そのうえ段差被覆性
も大幅に向上している。また、選択比が大きい混合ガス
を用いた実施例に係るコンタクトホール15において
も、工程数が増加せず、しかもマイクロローディング効
果による影響も無くなり、かつ線幅制御性に優れてお
り、すべての点で優れていることを確認することができ
た。
As is clear from Table 2, the contact hole 35 according to the comparative example is affected by the microloading effect, the step coverage is considerably deteriorated, and the contact hole 45 according to the comparative example is also affected. , Due to the micro loading effect,
Moreover, the step coverage is poor, and the number of steps is large.
However, in the contact hole 15 according to the embodiment formed by using the mixed gas having a small selection ratio, the line width controllability is excellent, the number of steps is not increased, and the influence due to the microloading effect is eliminated, and the step coverage is achieved. It has also improved significantly. Further, also in the contact hole 15 according to the embodiment using the mixed gas having a large selection ratio, the number of steps is not increased, the influence due to the microloading effect is eliminated, and the line width controllability is excellent. I was able to confirm that it is superior.

【0038】また、図8(a)は通常のエッチングが施
された実施例に係るコンタクトホール15を示した模式
的断面図であり、図8(b)はオーバーエッチングとな
った実施例に係るコンタクトホール15を示した模式的
断面図である。図8から明らかなように、コンタクトホ
ール15においては、オーバーエッチングとなった場合
でもホール側面底部の直線性が保たれており、優れた線
幅制御性を発揮させることができることを確認すること
ができた。
Further, FIG. 8A is a schematic sectional view showing the contact hole 15 according to the embodiment subjected to the ordinary etching, and FIG. 8B is related to the embodiment subjected to overetching. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a contact hole 15. As is clear from FIG. 8, in the contact hole 15, it is possible to confirm that the linearity of the bottom of the hole side surface is maintained even when overetching, and excellent line width controllability can be exhibited. did it.

【0039】以上説明したように実施例に係る半導体装
置のコンタクトホール形成方法にあっては、全面露光の
際の、露光量の調整により、レジスト13は表面部のみ
強く感光し、深くなるにしたがって弱く感光した状態と
なる。マスク露光では開口部が強く感光されるが、レジ
スト13の深さ方向に対しても感光され、その強度は深
さに応じて弱くなる。つまり、前記全面露光後のインヒ
ビタ濃度はレジスト13表面から深くなるにつれて大き
くなるという濃度分布を示し、インヒビタ濃度が大きく
なるほど現像による溶解が不可能となる。
As described above, in the method for forming a contact hole of a semiconductor device according to the embodiment, the resist 13 is strongly exposed only to the surface portion and becomes deeper by adjusting the exposure amount during the whole surface exposure. It becomes weakly exposed. In the mask exposure, the opening is strongly exposed, but it is also exposed in the depth direction of the resist 13, and its intensity becomes weaker according to the depth. That is, the inhibitor concentration after the entire surface exposure has a concentration distribution that increases as the depth from the surface of the resist 13 increases. As the inhibitor concentration increases, dissolution by development becomes impossible.

【0040】この時、レジスト13をSiO2 膜12上
に後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生じるよ
うに膜厚を制御して塗布し、さらに全面露光後、レジス
ト13上から1μm以下のパターンサイズを有するマス
ク14を用いてマスク露光を行なう。これら全面露光と
マスク露光との組み合わせにより、レジスト13は椀状
の強度分布を有して感光し、1μm以下のサイズの小さ
なレジストパターン13aを制御性、再現性の良い椀形
形状にしておくことができる。
At this time, a resist 13 is applied on the SiO 2 film 12 while controlling the film thickness so that nodes of standing waves are generated on the resist surface in a subsequent exposure process, and after the entire surface is exposed, the resist 13 is applied from above the resist 13. Mask exposure is performed using a mask 14 having a pattern size of 1 μm or less. By combining the whole surface exposure and the mask exposure, the resist 13 is exposed with a bowl-shaped intensity distribution, and the small resist pattern 13a having a size of 1 μm or less is formed into a bowl shape with good controllability and reproducibility. You can

【0041】また、レジストパターン13aが椀形形状
を有していることにより、後のエッチング工程におい
て、エッチングガスイオンがSiO2 膜12まで侵入し
やすくなり、マイクロローディング効果の影響によるエ
ッチング不良を防止し、エッチレートの低下を抑制する
ことができる。このため、サイズが1μm以下のパター
ンが含まれていても、均一なエッチングが可能となり、
パターン形成の精度を高めることができ、所望の微細な
椀形のコンタクトホール15を形成することができる。
Further, since the resist pattern 13a has a bowl shape, etching gas ions easily penetrate into the SiO 2 film 12 in the subsequent etching step, and etching defects due to the influence of the microloading effect are prevented. However, a decrease in the etch rate can be suppressed. Therefore, even if a pattern having a size of 1 μm or less is included, uniform etching can be performed,
The accuracy of pattern formation can be improved, and a desired fine bowl-shaped contact hole 15 can be formed.

【0042】また、コンタクトホール15にあっては、
ホール側面底部が直線的であることにより、線幅制御性
を向上させることができる。また、オーバーエッチング
となってもホール側面底部の直線性を保つことができ、
優れた線幅制御性が維持される。
Further, in the contact hole 15,
Since the hole side surface bottom portion is linear, the line width controllability can be improved. Also, even if overetching is performed, the linearity of the bottom of the side surface of the hole can be maintained,
Excellent line width controllability is maintained.

【0043】さらに、コンタクトホール15の開口部が
なだらかに広がっていることにより、コンタクトホール
15が1μm以下のパターンサイズを有していても実質
的なアスペクト比が小さくなる。このため、後の工程で
コンタクトホール15に配線材料を埋め込んだ場合、段
差部においても前記配線材料に十分な厚みを与えること
ができ、b/aの値が大きくなり、配線の段差被覆性が
良好となり、導通不良を防止することができる。
Further, since the opening of the contact hole 15 is gently expanded, the substantial aspect ratio is reduced even if the contact hole 15 has a pattern size of 1 μm or less. Therefore, when the wiring material is embedded in the contact hole 15 in a later step, the wiring material can have a sufficient thickness even in the step portion, the value of b / a becomes large, and the step coverage of the wiring is improved. It becomes good, and the conduction failure can be prevented.

【0044】また、別の実施例に係る半導体装置のコン
タクトホール形成方法は図4に示した実施例に係る半導
体装置のコンタクトホール形成方法と基本的に同様の工
程を有するが、マスク露光(図4(c))の後にPEB
処理(熱処理)を施す点で相違している。
A method of forming a contact hole of a semiconductor device according to another embodiment basically has the same steps as the method of forming a contact hole of a semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 4 (c)) followed by PEB
The difference is that a treatment (heat treatment) is performed.

【0045】露光波長が単一波長の場合、定在波の影響
で、光強度がλ/4n(λ:波長,n:屈折率)周期で
変わることにより、レジストパターン13aの側壁に波
状模様が現れる場合がある。上記した別の実施例では定
在波の影響を緩和するためマスク露光後にPEB処理を
施し、レジスト13中のインヒビタの波状濃度分布をな
だらかにして現像する。その結果、滑らかなレジストパ
ターン13aを形成することができる。図4に示したよ
うな工程によれば、前記PEB処理を施さなくても、椀
形のレジストパターン13aを形成することができる
が、PEB処理を施したほうが形状制御の点からはより
好ましい。
When the exposure wavelength is a single wavelength, the light intensity changes at a cycle of λ / 4n (λ: wavelength, n: refractive index) under the influence of a standing wave, so that a wavy pattern is formed on the side wall of the resist pattern 13a. It may appear. In the above-described another embodiment, PEB treatment is performed after mask exposure to alleviate the effect of standing waves, and development is performed with a gentle wavy density distribution of the inhibitor in the resist 13. As a result, a smooth resist pattern 13a can be formed. According to the process as shown in FIG. 4, the bowl-shaped resist pattern 13a can be formed without performing the PEB treatment, but the PEB treatment is more preferable from the viewpoint of shape control.

【0046】さらに別の実施例に係る半導体装置のコン
タクトホール形成方法は図4に示した実施例に係る半導
体装置のコンタクトホール形成方法と基本的に同様の工
程を有するが、全面露光(図4(b))の後にPEB処
理(熱処理)を施す点で相違している。
A contact hole forming method for a semiconductor device according to still another embodiment basically has the same steps as the contact hole forming method for a semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. The difference is that PEB treatment (heat treatment) is performed after (b)).

【0047】上記したさらに別の実施例に係る半導体装
置のコンタクトホール形成方法にあっては、全面露光後
にPEB処理を施してマスク露光を行なっている。全面
露光の際の露光量の調整により、レジスト13は表面部
のみが強く感光し、深くなるにしたがって弱く感光する
ので、前記全面露光後のインヒビタ濃度はレジスト13
表面から深くなるにつれて大きくなるという濃度分布を
示し、インヒビタ濃度が大きくなるほど現像による溶解
が不可能となっている。この状態で、PEB処理を施す
ことにより、レジスト13中のインヒビタ濃度の分布を
なだらかにすることができる。また、レジスト13中に
おける光の透過率も変化し、マスク露光における光が入
射し易くなるためマスク露光量を小さく見積もることも
でき、さらにはマスク露光時における光の定在波の影響
も緩和することができる。
In the method of forming a contact hole of a semiconductor device according to another embodiment described above, mask exposure is performed by performing PEB processing after the entire surface exposure. By adjusting the exposure amount during the whole surface exposure, the resist 13 is strongly exposed only at the surface portion and weakly exposed as it becomes deeper. Therefore, the inhibitor concentration after the whole surface exposure is the resist 13
It shows a concentration distribution in which the concentration increases as it goes deeper from the surface, and the higher the inhibitor concentration, the more indissolvable it is by development. By performing PEB processing in this state, the inhibitor concentration distribution in the resist 13 can be made gentle. Further, the transmittance of light in the resist 13 also changes, and the light in the mask exposure is likely to enter, so that the mask exposure amount can be underestimated, and the influence of the standing wave of light during the mask exposure can be mitigated. be able to.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る半導体
装置のコンタクトホール形成方法においては、半導体装
置を製造する際のフォトリソグラフィ工程において、基
板上にSiO2 膜を形成し、該SiO2 膜上にレジスト
を後の露光工程で定在波の節がレジスト表面に生じるよ
うに膜厚を制御して塗布し、前記レジストに全面露光を
行なった後に1μm以下のパターンサイズのマスクを用
いたマスク露光を行なった後に現像することにより、サ
イズの小さなレジストパターンを制御性、再現性の良い
椀形形状にしておくことができる。これにより、後の反
応性イオンエッチング工程におけるイオンの前記SiO
2 膜への侵入や反応生成物の拡散を容易にすることがで
き、マイクロローディング効果の影響によるエッチング
不良を防止することができ、エッチレートの低下を抑制
することができる。したがって、1μm以下のパターン
サイズが含まれていても、均一なエッチングが可能とな
り、パターン形成の精度を高めることができ、所望の微
細な椀形のコンタクトホールを形成することができる。
In the contact hole forming method for a semiconductor device according to the present invention as described in detail above, in the photolithography step in manufacturing a semiconductor device, a SiO 2 film is formed on a substrate, the SiO 2 A resist was applied on the film while controlling the film thickness so that nodes of standing waves were generated on the resist surface in the subsequent exposure step, and after exposing the entire surface of the resist, a mask having a pattern size of 1 μm or less was used. By developing after performing mask exposure, a resist pattern having a small size can be formed into a bowl shape having good controllability and reproducibility. As a result, ions of the SiO 2 in the subsequent reactive ion etching step are
It is possible to facilitate the penetration into the two films and the diffusion of reaction products, prevent the etching failure due to the influence of the microloading effect, and suppress the decrease in the etching rate. Therefore, even if a pattern size of 1 μm or less is included, uniform etching can be performed, the accuracy of pattern formation can be improved, and a desired fine bowl-shaped contact hole can be formed.

【0049】また、該コンタクトホールにあっては、ホ
ール側面底部が直線的であることにより、線幅制御性を
向上させることができる。また、オーバーエッチングと
なってもホール側面底部の直線性を保つことができ、優
れた線幅制御性を維持することができる。
Further, in the contact hole, since the bottom of the side surface of the hole is straight, the line width controllability can be improved. Further, even if overetching is performed, the linearity of the bottom of the side surface of the hole can be maintained, and excellent line width controllability can be maintained.

【0050】さらに、前記コンタクトホールの開口部が
なだらかに広がっていることにより、該コンタクトホー
ルが1μm以下のパターンサイズを有していても実質的
なアスペクト比が小さくなり、後工程で前記コンタクト
ホールに配線材料を埋め込んだ場合、段差部においても
十分な厚みを与えることができ、b/aの値を大きくす
ることができ、配線の段差被覆性が良好となる。したが
って、導通不良を防止することができる。
Further, since the opening of the contact hole is gently expanded, the substantial aspect ratio is reduced even if the contact hole has a pattern size of 1 μm or less, and the contact hole is formed in a later step. When the wiring material is embedded in the wiring, a sufficient thickness can be provided even in the step portion, the value of b / a can be increased, and the step coverage of the wiring becomes good. Therefore, conduction failure can be prevented.

【0051】また、上記記載の半導体装置のコンタクト
ホール形成方法において、全面露光またはマスク露光の
後にPEB(Post Exposure Bake)処理を施す場合には、
前記全面露光及び前記マスク露光後のレジスト中におけ
るインヒビタ濃度分布をなだらかにすることができ、露
光量に対する線幅変化率が小さくなり、線幅制御性を向
上させることができる。このため、より一層微細なコン
タクトホールを作製することが容易となる。
In the method of forming a contact hole for a semiconductor device described above, when PEB (Post Exposure Bake) processing is performed after the whole surface exposure or mask exposure,
The inhibitor concentration distribution in the resist after the whole surface exposure and the mask exposure can be made gentle, the rate of change in the line width with respect to the exposure amount can be reduced, and the line width controllability can be improved. Therefore, it becomes easier to fabricate a finer contact hole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】椀形のレジストパターンを示した摸式的断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a bowl-shaped resist pattern.

【図2】本発明に係る椀形のコンタクトホールに配線材
料を埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a wiring material is embedded in a bowl-shaped contact hole according to the present invention.

【図3】(a)はPEB処理無しでのレジストパターン
を示した摸式的断面図であり、(b)はPEB処理有り
でのレジストパターンを示した摸式的断面図である。
3A is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern without PEB treatment, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern with PEB treatment.

【図4】(a)〜(e)は本発明に係る半導体装置のコ
ンタクトホール形成方法の実施例を各工程順に示した模
式的断面図である。
4A to 4E are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a method of forming a contact hole of a semiconductor device according to the present invention in the order of each step.

【図5】本発明に係る半導体装置のコンタクトホール形
成方法におけるエッチング処理工程に使用されたエッチ
ング装置を示した概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an etching apparatus used in an etching treatment step in the method for forming a contact hole of a semiconductor device according to the present invention.

【図6】実施例に係る混合ガスにおけるCF4 とCHF
3 との混合比とSiO2 及びレジストのエッチングレー
トとの関係を調べた結果と、混合比とSiO2 のレジス
トに対する選択比との関係を調べた結果とを示したもの
である。
FIG. 6 shows CF 4 and CHF in a mixed gas according to an embodiment.
3 shows the results of examining the relationship between the mixing ratio with 3 and the etching rate of SiO 2 and the resist, and the results of examining the relationship between the mixing ratio and the selection ratio of SiO 2 to the resist.

【図7】(a)はSiO2 のレジストに対する選択比の
小さい混合ガスを用いて形成した実施例に係るコンタク
トホールを示した摸式的断面図であり、(b)は前記選
択比の大きい混合ガスを用いて形成した実施例に係るコ
ンタクトホールを示した摸式的断面図である。
7A is a schematic cross-sectional view showing a contact hole according to an example formed by using a mixed gas of SiO 2 having a small selection ratio with respect to a resist, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing the contact hole having a large selection ratio. It is a schematic cross-sectional view showing a contact hole according to an example formed using a mixed gas.

【図8】(a)は通常のエッチングが施された実施例に
係るコンタクトホール15を示した模式的断面図であ
り、図8(b)はオーバーエッチングとなった実施例に
係るコンタクトホール15を示した模式的断面図であ
る。
8A is a schematic cross-sectional view showing a contact hole 15 according to an example in which normal etching is performed, and FIG. 8B is a contact hole 15 according to an example in which overetching is performed. It is a schematic cross-sectional view showing.

【図9】(a)〜(e)は従来の半導体装置のコンタク
トホール形成方法を工程順に示した模式的断面図であ
る。
9A to 9E are schematic cross-sectional views showing a conventional method of forming a contact hole in a semiconductor device in the order of steps.

【図10】(a)〜(d)は従来の別の半導体装置のコ
ンタクトホール形成方法を工程順に示した模式的断面図
である。
10A to 10D are schematic cross-sectional views showing a contact hole forming method for another conventional semiconductor device in the order of steps.

【図11】従来の半導体装置のコンタクトホール形成方
法におけるパターンサイズとエッチレートとの関係を示
したグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pattern size and the etch rate in the conventional method of forming a contact hole in a semiconductor device.

【図12】(a)は従来例に係る1μm以下のパターン
サイズを有するレジストパターンを示した模式的断面図
であり、(b)は従来例に係る1μm以下のパターンサ
イズを有するコンタクトホールを示した模式的断面図で
ある。
12A is a schematic cross-sectional view showing a resist pattern having a pattern size of 1 μm or less according to a conventional example, and FIG. 12B shows a contact hole having a pattern size of 1 μm or less according to the conventional example. It is a typical sectional view.

【図13】従来例に係るコンタクトホールに配線材料を
埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a wiring material is embedded in a contact hole according to a conventional example.

【図14】別の従来例に係るコンタクトホールに配線材
料を埋め込んだ場合の状態を示した模式的断面図であ
る。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a wiring material is embedded in a contact hole according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 SiO2 膜 13 レジスト 13a レジストパターン 14 マスク 15 コンタクトホール11 substrate 12 SiO 2 film 13 resist 13a resist pattern 14 mask 15 contact hole

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にSiO2 膜を形成し、該SiO
2 膜上にレジストを後の露光工程で定在波の節がレジス
ト表面に生じるように膜厚を制御して塗布し、前記レジ
ストに全面露光及びマスク露光を施して現像し、椀形の
レジストパターンを形成した後に前記SiO2 膜に反応
性イオンエッチングを施す半導体装置のコンタクトホー
ル形成方法であって、前記マスク露光に1μm以下のパ
ターンサイズを有するマスクを用いることを特徴とする
半導体装置のコンタクトホール形成方法。
1. A SiO 2 film is formed on a substrate, and the SiO 2 film is formed.
(2 ) A resist is applied on the film by controlling the film thickness so that nodes of standing waves are generated on the resist surface in the subsequent exposure process, and the resist is subjected to overall exposure and mask exposure to develop, and a bowl-shaped resist A method of forming a contact hole in a semiconductor device, wherein a reactive ion etching is performed on the SiO 2 film after forming a pattern, wherein a mask having a pattern size of 1 μm or less is used for the mask exposure. Hole formation method.
【請求項2】 全面露光またはマスク露光の後にPEB
(Post Exposure Bake)処理を施すことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置のコンタクトホール形成方法。
2. PEB after whole surface exposure or mask exposure
The method for forming a contact hole in a semiconductor device according to claim 1, wherein a (Post Exposure Bake) process is performed.
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