JPH07169683A - Semiconductor device with antireflection film and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device with antireflection film and its manufacture

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JPH07169683A
JPH07169683A JP21301094A JP21301094A JPH07169683A JP H07169683 A JPH07169683 A JP H07169683A JP 21301094 A JP21301094 A JP 21301094A JP 21301094 A JP21301094 A JP 21301094A JP H07169683 A JPH07169683 A JP H07169683A
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JP
Japan
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film
antireflection
photoresist
antireflection film
exposure light
Prior art date
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Pending
Application number
JP21301094A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujimura
隆 藤村
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce reflection from a high reflection film under an insulation film in a photolithography process carried out for shaping a contact hole in an insulation film and to transfer a pattern which is faithful to a mask to resist by forming an antireflection film on an insulation film. CONSTITUTION:A first aluminum film 11 having a reflecting of 50% or more to exposure light in a first photolithography process is formed on a device layer 10. A first antireflection film 12 having a reflectivity of 30% or more to exposure light in the first photolithography process is formed on the first aluminum film 11. After the first antireflection film 12 is removed, a layer insulation film 13 having a transmissivity of 60% or more to exposure light in a second photolithography process is deposited. A second antireflecting film 14 having a reflecting of 30% or less to exposure light in the second photolithography process is formed on the layer insulation film 13. Thereby, a pattern faithful to a mask can be transferred to photoresist.

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、絶縁膜の下に高反射膜
を堆積してなる半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a highly reflective film deposited under an insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】高反射膜上に形成された絶縁膜にコンタ
クトホールを開孔するとき、絶縁膜の上にフォトレジス
トを塗布し、フォトリソグラフィ技術により、マスクパ
ターンをフォトレジストに転写して、フォトレジストを
パターニングし、フォトレジストをマスクとして絶縁膜
をエッチングすることにより、形成していた。
2. Description of the Related Art When opening a contact hole in an insulating film formed on a highly reflective film, a photoresist is applied on the insulating film and a mask pattern is transferred to the photoresist by a photolithography technique. It was formed by patterning the photoresist and etching the insulating film using the photoresist as a mask.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、絶縁膜
上のフォトレジストをフォトリソグラフィ技術によりパ
ターニングを行う際、露光光が絶縁膜を透過し、絶縁膜
下の高反射膜で反射する。この高反射膜から反射した光
により、本来露光されてはならない部分のレジストが感
光してしまい、マスクに対して忠実でないパターンがレ
ジスト上に形成されてしまう。
According to the above method, when the photoresist on the insulating film is patterned by the photolithography technique, the exposure light passes through the insulating film and is reflected by the highly reflective film under the insulating film. The light reflected from the high-reflectivity film exposes the resist, which should not be exposed, to a pattern that is not faithful to the mask.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明では、これらの課
題を解決するために、基板上に次工程となる第1のフォ
トリソグラフィ工程での露光光に対して50%以上の反
射率を有する高反射率の薄膜を形成し、この高反射率の
薄膜の上に、第1のフォトリソグラフィ工程での露光光
に対して30%以下の反射率を有する第1の反射防止膜
を形成し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程
を経てこの高反射率の薄膜及び第1の反射防止膜を選択
的にパターニングし、その後第1の反射防止膜を除去す
る。
In order to solve these problems, the present invention has a reflectance of 50% or more on the substrate with respect to the exposure light in the first photolithography process which is the next process. A high reflectance thin film is formed, and a first antireflection film having a reflectance of 30% or less with respect to the exposure light in the first photolithography step is formed on the high reflectance thin film, The high reflectance thin film and the first antireflection film are selectively patterned through a photolithography process and an etching process, and then the first antireflection film is removed.

【0005】第1の反射防止膜を除去後、高反射率の薄
膜上に第2のフォトリソグラフィ工程において露光光に
対して60%以上の透過率を有する層間絶縁膜を形成
し、この層間絶縁膜上に第2のフォトリソグラフィ工程
での露光光に対して30%以下の反射率を有する第2の
反射防止膜を形成し、フォトリソグラフィ工程及びエッ
チング工程を経て、層間絶縁膜をパターニングするよう
にしたものである。
After removing the first antireflection film, an interlayer insulating film having a transmittance of 60% or more for exposure light is formed on the thin film having a high reflectance in the second photolithography process, and the interlayer insulating film is formed. A second antireflection film having a reflectance of 30% or less with respect to the exposure light in the second photolithography process is formed on the film, and the interlayer insulating film is patterned through the photolithography process and the etching process. It is the one.

【0006】[0006]

【作用】絶縁膜の上に反射防止膜を具備することによ
り、絶縁膜にコンタクトホールを開孔するために行うフ
ォトリソグラフィ工程において、絶縁膜の下の高反射膜
からの反射光を低減することができ、高反射膜からの反
射光によりフォトレジストが感光されることがなくな
り、マスクに対して忠実なパターンをフォトレジスト上
に形成できるようになった。
By providing the antireflection film on the insulating film, it is possible to reduce the light reflected from the highly reflective film below the insulating film in the photolithography process performed to open a contact hole in the insulating film. As a result, the photoresist is not exposed to the light reflected by the highly reflective film, and a pattern faithful to the mask can be formed on the photoresist.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の実施例について、図に基づいて説明
する。図1に本発明の実施例を示す。高反射膜1上に絶
縁膜2が形成されている半導体素子において、絶縁膜2
上に反射防止膜3を形成する。絶縁膜2にコンタクトホ
ールの開孔部を形成するため、反射防止膜3上にフォト
レジスト4を塗布し、フォトリソグラフィ技術により、
マスク6のパターンをフォトレジスト4上に転写する。
このとき、反射防止膜3により、露光光7が絶縁膜2下
の高反射膜1を反射して、フォトレジスト4を感光する
ことなく、マスク6に忠実なパターンをフォトレジスト
に転写できるようになる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In a semiconductor element in which the insulating film 2 is formed on the high reflection film 1, the insulating film 2
An antireflection film 3 is formed on top. In order to form an opening of a contact hole in the insulating film 2, a photoresist 4 is applied on the antireflection film 3 and then a photolithography technique is used.
The pattern of the mask 6 is transferred onto the photoresist 4.
At this time, the exposure light 7 is reflected by the high reflection film 1 under the insulating film 2 by the antireflection film 3 so that a pattern faithful to the mask 6 can be transferred to the photoresist without exposing the photoresist 4 to light. Become.

【0008】本発明の製造方法の詳細な実施例につい
て、図に基づいて説明する。図3に本発明の製造工程を
示す。デバイス層10上に第1のアルミニウム膜11を
スパッタリング法等を用いて形成する。第1のアルミニ
ウム膜は、第1のフォトリソグラフィ工程での露光光
(g線,i線,エキシマレーザーあるいはX線)に対し
て50%以上の反射率を持つ高反射膜である。
Detailed embodiments of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows the manufacturing process of the present invention. A first aluminum film 11 is formed on the device layer 10 by using a sputtering method or the like. The first aluminum film is a highly reflective film having a reflectance of 50% or more with respect to the exposure light (g-line, i-line, excimer laser or X-ray) in the first photolithography process.

【0009】第1のアルミニウム膜11上に第1の反射
防止膜12としてTiNを10〜1000Åスパッタリ
ング法等を用いて形成する。この第1の反射防止膜12
とは第1のフォトリソグラフィ工程での露光光(g線,
i線,エキシマレーザーあるいはX線)に対して30%
以下の反射率を持つ膜である。
TiN is formed on the first aluminum film 11 as the first antireflection film 12 by using a sputtering method of 10 to 1000 liters. This first antireflection film 12
Is the exposure light (g-line,
30% for i-line, excimer laser or X-ray)
It is a film having the following reflectance.

【0010】第1の反射防止膜12上にフォトレジスト
を塗布しマスクを介して露光することにより、フォトレ
ジスト膜を選択的にパターニングする。パターニングさ
れたフォトレジスト膜をマスクとして、第1の反射防止
膜12及び第1のアルミニウム膜11をエッチングす
る。エッチング後、フォトレジスト膜を剥離し、第1の
アルミニウム膜11上の第1の反射防止膜12を全面エ
ッチングにより除去する。
A photoresist is applied on the first antireflection film 12 and exposed through a mask to selectively pattern the photoresist film. The first antireflection film 12 and the first aluminum film 11 are etched by using the patterned photoresist film as a mask. After the etching, the photoresist film is peeled off, and the first antireflection film 12 on the first aluminum film 11 is removed by etching the entire surface.

【0011】第1の反射防止膜12を除去後、CVD法
等により層間絶縁膜13をディポジットする。層間絶縁
膜13は第2のフォトリソグラフィ工程の露光光(g
線,i線,エキシマレーザーあるいはX線)に対して6
0%以上の透過率を持つ膜であり、SiO2 ,SiO
N,PSG,BPSG等の膜である。
After removing the first antireflection film 12, the interlayer insulating film 13 is deposited by the CVD method or the like. The interlayer insulating film 13 is exposed to the exposure light (g
6 lines, i-line, excimer laser or X-ray)
A film having a transmittance of 0% or more, such as SiO 2 , SiO
It is a film of N, PSG, BPSG or the like.

【0012】層間絶縁膜13上に第2の反射防止膜14
としてTiNを10〜1000Åスパッタリング法等を
用いて形成する。この第2の反射防止膜14とは、第2
のフォトリソグラフィ工程での露光光(g線,i線,エ
キシマレーザーあるいはX線)に対して30%以下の反
射率を持つ膜である。
A second antireflection film 14 is formed on the interlayer insulating film 13.
Is formed by using a sputtering method or the like. The second antireflection film 14 is the second
Is a film having a reflectance of 30% or less with respect to the exposure light (g-line, i-line, excimer laser or X-ray) in the photolithography process.

【0013】第2の反射防止膜14上にフォトレジスト
15を塗布し、マスク16を介して露光することによ
り、選択的にフォトレジスト15をパターニングする。
パターニングされたフォトレジスト15をマスクとし
て、第2の反射防止膜14及び層間絶縁膜13をエッチ
ングすることにより、層間絶縁膜13に選択的にコンタ
クトホールの開孔部を形成する。エッチング後、第2の
反射防止膜14上のフォトレジスト15を剥離する。
A photoresist 15 is applied on the second antireflection film 14 and exposed through a mask 16 to selectively pattern the photoresist 15.
By using the patterned photoresist 15 as a mask, the second antireflection film 14 and the interlayer insulating film 13 are etched to selectively form an opening of a contact hole in the interlayer insulating film 13. After etching, the photoresist 15 on the second antireflection film 14 is removed.

【0014】第2の反射防止膜14上に第2のアルミニ
ウム膜19をスパッタリング法等を用いて形成する。第
2のアルミニウム膜上に第3の反射防止膜20としてT
iNを10〜1000Å形成する。第3の反射防止膜2
0上に、フォトレジストを塗布し、マスクを介して露光
することにより、フォトレジスト膜を選択的にパターニ
ングする。パターニングされたフォトレジスト膜をマス
クとして、第3の反射防止膜20,第2のアルミニウム
膜19及び第2の反射防止膜14をエッチングする。エ
ッチング後、フォトレジストを剥離する。
A second aluminum film 19 is formed on the second antireflection film 14 by a sputtering method or the like. As the third antireflection film 20, T is formed on the second aluminum film.
iN is formed in the range of 10 to 1000Å. Third antireflection film 2
0 is coated with a photoresist and exposed through a mask to selectively pattern the photoresist film. The third antireflection film 20, the second aluminum film 19, and the second antireflection film 14 are etched using the patterned photoresist film as a mask. After etching, the photoresist is stripped.

【0015】このように本実施例では層間絶縁膜13上
に反射防止膜14を有することによりフォトリソグラフ
ィ工程のとき露光光が層間絶縁膜13を透過し、層間絶
縁膜13下のアルミニウム膜を反射して、フォトレジス
トを局部的に露光することがなく、マスクに忠実なパタ
ーンをフォトレジストに転写することができる。
As described above, in this embodiment, by providing the antireflection film 14 on the interlayer insulating film 13, the exposure light is transmitted through the interlayer insulating film 13 during the photolithography process and is reflected by the aluminum film below the interlayer insulating film 13. Then, a pattern faithful to the mask can be transferred to the photoresist without locally exposing the photoresist.

【0016】また、本実施例では、層間絶縁膜13上の
第2の反射防止膜14を第2のアルミニウム膜をエッチ
ングするとき同時にエッチングしているが、第2の反射
防止膜14として絶縁膜(α−SiやSiN)を用いれ
ば、エッチングする必要はない。また、本実施例では、
アルミニウム膜にて説明しているが、これはポリシリコ
ン膜はるいはシリサイド膜でもよい。
Further, in the present embodiment, the second antireflection film 14 on the interlayer insulating film 13 is simultaneously etched when the second aluminum film is etched. However, the second antireflection film 14 is an insulating film. If (α-Si or SiN) is used, there is no need for etching. Further, in this embodiment,
Although an aluminum film is used for explanation, this may be a polysilicon film or a silicide film.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明は、上記に説明したように絶縁膜
の上に反射防止膜を形成することにより、絶縁膜にコン
タクトホールを開孔するために行うフォトリソグラフィ
工程において、絶縁膜の下の高反射膜からの反射を40
%以下に低減することができ、高反射膜からの反射光に
より、レジストが感光され、本来露光されてはならない
ところを露光することなく、マスクに忠実なパターンを
レジストに転写することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention forms an antireflection film on an insulating film to form a bottom surface of the insulating film in a photolithography process for forming a contact hole in the insulating film. 40 from the high reflection film of
%, It is possible to transfer a pattern faithful to the mask to the resist without exposing the resist where it should not be exposed by the reflected light from the high reflection film.

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

【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【図3】本発明の製造工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高反射膜 2 絶縁膜 3 反射防止膜 4,15 フォトレジスト 5 フォトリソグラフィ技術により形成したフォトレジ
ストパターン 6,16 マスク 7,17 露光光 8 高反射膜からの反射光 10 デバイス層 11 第1のアルミニウム膜 12 第1の反射防止膜 13 層間絶縁膜 14 第2の反射防止膜 18 コンタクトホール 19 第2のアルミニウム膜 20 第3の反射防止膜
1 High Reflection Film 2 Insulating Film 3 Antireflection Film 4,15 Photoresist 5 Photoresist Pattern Formed by Photolithography Technology 6,16 Mask 7,17 Exposure Light 8 Reflection Light from High Reflection Film 10 Device Layer 11 First Aluminum film 12 First antireflection film 13 Interlayer insulating film 14 Second antireflection film 18 Contact hole 19 Second aluminum film 20 Third antireflection film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の上に、次工程となる第1のフォト
リソグラフィ工程での露光光に対して50%以上の反射
率を有する高反射率の薄膜を形成する工程と、前記高反
射率の薄膜の上に第1のフォトリソグラフィ工程での露
光に対して30%以下の反射率を有する第1の反射防止
膜を形成する工程と、前記第1の反射防止膜の上に第1
の感光膜を形成する工程と、前記第1の感光膜を選択的
に露光することにより、前記第1の感光膜をパターニン
グする第1のフォトリソグラフィ工程と、第1のフォト
リソグラフィ工程においてパターニングされた前記第1
の感光膜をマスクとして前記第1の反射防止膜および前
記高反射率の薄膜をエッチングする工程と、前記第1の
感光膜及び前記第1の反射防止膜を除去する工程と、前
記高反射率の薄膜の上に次工程の第2のフォトリソグラ
フィ工程において、露光光に対して60%以上の透過率
を有する層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜
の上に前記第2のフォトリソグラフィ工程での露光光に
対して30%以下の反射率を有する第2の反射防止膜を
形成する工程と、前記第2の反射防止膜の上に第2の感
光膜を形成する工程と、前記第2の感光膜を選択的に露
光することにより前記第2の感光膜をパターニングする
第2のフォトリソグラフィ工程と、 前記第2の感光膜をマスクとして前記第2の反射防止膜
及び前記層間絶縁膜をエッチングすることから成る半導
体装置の製造方法。
1. A step of forming a high reflectance thin film having a reflectance of 50% or more with respect to exposure light in a first photolithography step, which is a subsequent step, on the substrate, and the high reflectance. Forming a first antireflection film having a reflectance of 30% or less with respect to the exposure in the first photolithography process on the thin film, and forming a first antireflection film on the first antireflection film.
Forming a photoresist film, a first photolithography step of patterning the first photoresist film by selectively exposing the first photoresist film, and a patterning in the first photolithography step. The first
Etching the first antireflection film and the high reflectance thin film using the photoresist film as a mask; removing the first photoresist film and the first antireflection film; and the high reflectance A second photolithography step, which is the next step, on the thin film of 1) to form an interlayer insulating film having a transmittance of 60% or more with respect to exposure light; and the second photolithography step on the interlayer insulating film. A step of forming a second antireflection film having a reflectance of 30% or less with respect to exposure light in a lithography step, and a step of forming a second photosensitive film on the second antireflection film; A second photolithography step of patterning the second photosensitive film by selectively exposing the second photosensitive film; and the second antireflection film and the interlayer using the second photosensitive film as a mask. Etching the insulating film A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
【請求項2】 前記第2の反射防止膜を除去する工程を
追加した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。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of removing the second antireflection film.
【請求項3】 基板の上に選択的に形成された第1の導
電膜と、前記導電膜の上に形成された層間絶縁膜と、前
記層間絶縁膜のコンタクトホールを介して一部前記第1
の導電膜と電気的に接続して形成された第2の導電膜と
から構成されるとともに、前記層間絶縁膜が少なくとも
2層構造で形成されており、最も上部の膜がTiN,α
−Si,SiNのいずれかである半導体装置。
3. A first conductive film selectively formed on a substrate, an interlayer insulating film formed on the conductive film, and a part of the first conductive film via a contact hole of the interlayer insulating film. 1
And a second conductive film electrically connected to the conductive film, the interlayer insulating film is formed in at least a two-layer structure, and the uppermost film is made of TiN, α.
-A semiconductor device which is either Si or SiN.
JP21301094A 1993-09-20 1994-09-06 Semiconductor device with antireflection film and its manufacture Pending JPH07169683A (en)

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