JPH11243067A - 半導体装置のダブルコンタクト形成方法 - Google Patents
半導体装置のダブルコンタクト形成方法Info
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Abstract
陥を低減し得る半導体装置のダブルコンタクト形成方法
を提供する。 【解決手段】 半導体装置のダブルコンタクト形成方法
において、ダブルコンタクト用に隣接した2つのコンタ
クトホールa、cの間に、これらコンタクトホールをつ
なぐブリッジホールbを開けるようにしたことを特徴と
する。
Description
工程におけるコンタクト形成方法に関する。
トレージキャパシタとからなるメモリセルを多数有する
DRAM(Dynamic Random Access Memory)のような半導
体メモリでは、セルの高集積化によるチップ面積の増大
を防止するために、トランジスタやキャパシタなどの素
子サイズを小さくしなければならない。また、高密度化
に伴って半導体装置がさらに小さくなるため、素子の動
作を保障するためにより精度の高いコンタクト形成技術
が必要になっている。さらに、半導体装置の縮小により
動作電圧を下げる必要が生じ、例えば、256メガビッ
トDRAMについては1.2V、1ギガビットDRAM
については1V以下の電源電圧が提案されている。
精度のコンタクト形成技術が求められるようになった。
そのためにコンタクトホールを二つ以上形成することに
より、コンタクト抵抗を低減する方法がある。しかし、
高密度化によって隣接するコンタクトホールの間隔が狭
まり、隣接するコンタクトホールがオーバーラップする
場合、図1に示すような尖点Pが形成されてしまう。
上部には層間絶縁膜30を貫通するコンタクトホールC
1、C2が形成される。コンタクトホールC1、C2
は、上側に等方性食刻によって形成された食刻面31、
32と下側に異方性食刻によって形成された食刻面3
3、34とを有する。尖点Pは、食刻面31、32を形
成するための等方性食刻時に絶縁膜30が過度に食刻さ
れて発生する。したがって、コンタクトホールC1、C
2にコンタクトプラグを充填してダブルコンタクトを形
成すると、コンタクト関連欠陥、例えば密着性問題やマ
イグレーションの問題などが生じてしまう。
生じる問題を克服するための技術である。ダブルコンタ
クトホールの全体サイズに対応するサイズの一つのコン
タクトホールを、コンタクトホールC1、C2の食刻面
33、34を形成後に層間絶縁膜に形成する。その詳細
は、クロムなどが塗布されたガラス基板51に直方形の
パターン部52を持つマスク50を、レジストなどの感
光膜40上にパターン形成するために用いる。直方形の
パターン部52のサイズは、ダブルコンタクトホールの
総サイズを考慮したものである。露光工程においてレー
ザビームや紫外線などの光源は、マスク50のパターン
部52を通過して感光膜40上に照射され、パターン以
外の部分に照射された光源は反射される。このように、
露光された部分41は露光されない部分42と区別さ
れ、後続工程で露光部分41のみが現像される。
と、絶縁膜30にはコンタクトホールC1、C2の食刻
面33、34上にコンタクトホールC1、C2を一つに
するコンタクトホールが形成される。その後、感光膜4
0の残り部分42を取り除き、タングステンなどの金属
物質をコンタクトホールに充填することによって、下部
導電膜20と絶縁膜30上に形成される上部導電膜とを
接続するコンタクトプラグが形成される。このコンタク
トプラグの平面形状は楕円形であるため、接触面積が狭
まる問題がある。即ち、形成されたコンタクトサイズ
は、ダブルコンタクトホールの総サイズより小さくな
る。これは露光工程で、光の回折及び干渉現象によって
コンタクトが楕円形に生成されるためである。
ターンによって接触面積が狭まり、よって低電圧で良好
なオーミックコンタクトを提供し難い問題がある。した
がって、接触面積を大きくし、且つコンタクト関連欠陥
を低減し得る半導体装置のダブルコンタクト形成方法が
求められている。
する本発明の半導体装置のダブルコンタクト形成方法
は、半導体装置のダブルコンタクト形成方法において、
ダブルコンタクト用に隣接した2つのコンタクトホール
の間に、これらコンタクトホールをつなぐブリッジホー
ルを開けるようにしたことを特徴とする。つまり、コン
タクトホールによる2つのラウンド部分と、ブリッジホ
ールによる前記ラウンド部分間のブリッジ部分と、から
なる亜鈴状ホールを形成される。そのためのダブルコン
タクト形成用のマスクパターンが、コンタクトホールを
開けるための2つのアングル部と、これらアングル部間
のブリッジ部と、を有する。あるいはダブルコンタクト
形成用のマスクパターンが、コンタクトホールを開ける
ための2つのアングル部を、露光光線の回折で亜鈴状ホ
ールのブリッジ部分が形成される間隔に近接させてあ
り、その間隔が0.3μm以下である。そしてダブルコ
ンタクト形成用のマスクパターンにより露光して感光膜
マスクを形成した後、等方性食刻を実施してから異方性
食刻を実施することにより、口部分のラウンディング食
刻面及びその下の線形食刻面を有する亜鈴状ホールを形
成する。
絶縁層を食刻してダブルコンタクトホールを形成する半
導体装置のダブルコンタクト形成方法において、ダブル
コンタクトホールとなる2つのコンタクトホール間をつ
なぐブリッジホールをもった亜鈴状に感光膜を露光する
段階と、その露光後の感光膜を現像した後にこれをマス
クとしてエッチングを行い、前記絶縁層を貫通してその
下の導電層を露出させる亜鈴状ホールを形成する段階
と、前記感光膜を取り除いた後、前記亜鈴状ホール内に
導電物質を充填する段階と、を実施するようにしたこと
を特徴とする。亜鈴状ホールを形成するエッチングで、
最初に等方性食刻を行ってから異方性食刻を行う。感光
膜露光用のマスクパターンは、コンタクトホールのため
の2つのアングル部と、これらアングル部間のブリッジ
部と、を有する。感光膜露光用のマスクパターンは、コ
ンタクトホールのための2つのアングル部を、露光光線
の回折でブリッジホール用のブリッジ部分が形成される
間隔に近接させて有し、その間隔は0.3μm以下であ
る。
態を添付図面を参照して詳細に説明する。
す図である。図3においてフォトマスク50は、層間絶
縁膜の上部から下部導電層まで絶縁膜を貫通する亜鈴状
のコンタクトホールを形成するために、離隔されたアン
グル部53、54と、両アングル部を接続するブリッジ
部55とがガラス板51にパターン56として形成され
る。図3はポジティブ形フォトレジスト工程のためのフ
ォトマスク50を示しているが、ネガティブ形フォトレ
ジストプロセスでは、パターン56にクロムを塗布し、
塗布されない部分に紫外線、レーザ又は電子ビームを通
過させても良い。
れた絶縁膜30にコンタクトホールを形成するために、
まず、絶縁膜30の上部に感光膜40を塗布する。その
後、感光膜40は図3に示すフォトマスク50によって
パタニングされる。そして、露光された感光膜を現像し
た後エッチングすることによって、絶縁膜30を導電層
20まで食刻してできる亜鈴状のコンタクトホール36
を形成する。次に、現像されなかった残り感光膜を取り
除き、コンタクトホールに導電物質を充填してコンタク
トプラグ35を形成する。以下、さらに具体的なコンタ
クト製造工程を説明する。
0によって露光されたポジティブ形感光膜40の潜像パ
ターン43が、非露光部44と区別して形成される。亜
鈴状の潜像パターン43は、離隔されたラウンド部a、
cと、ラウンド部a、cを接続するブリッジ部bとから
なる。この時、露光はエキシマレーザ又は水銀ランプか
ら提供される約248nm波長の光で行われる。
てできたコンタクト構造を示す。現像工程で、潜像パタ
ーン43のみが現像されると、層間絶縁膜30がこの部
分のみ露出する。露出した層間絶縁膜30の形状は、潜
像パターン43と同様に離隔されたラウンド部と、両ラ
ウンド部を接続するブリッジ部とを有する亜鈴状をな
す。露出した層間絶縁膜30がエッチングされると、絶
縁膜30には一つのコンタクトホール36が形成され
る。ここで、湿式食刻後に下部導電層20が露出するま
で乾式食刻を行う場合、等方性食刻と異方性食刻とが行
われる。これにより、コンタクトホール36は、図6の
ように、ラウンディング食刻面31及び線形食刻面33
を有する。
除き、タングステンなどの金属物質をコンタクトホール
に充填することによって、下部導電膜20と絶縁膜30
上に形成される上部導電膜とを接続するコンタクトプラ
グ35が形成される。コンタクトプラグ35の平面形状
は、従来の楕円形に比べて面積が大きいため、接触面積
が増大する。
マスクの形状を示す図である。図5を参照すると、フォ
トマスク50は、離隔されたアングル部53、54をク
ロムなどのコーティングされたガラス板51にパターン
として有する。ポジティブ形フォトレジストのためのフ
ォトマスク50の構造は変形されてもよく、例えばフォ
トマスク50はクロムによりパタンを描き、ガラス板5
1を紫外線、レーザ又は電子ビームが通過する構造でも
よい。このようなパターンでは、両アングル部53、5
4間の距離Lが極めて重要なパラメータとなる。本例で
は離隔距離Lを約0.3μmとして露光した場合、図4
の潜像パターン43に似たパターンが得られた。
トランジスタのゲート酸化膜上に形成された多結晶シリ
コン層と高融点金属シリサイド層とからなるポリサイド
層や、チャネルドープ領域の表面層、又は金属層よりな
る。コンタクトホールに充填されるプラグ35は、ドー
ピングされた多結晶シリコン又はタングステンのような
材質よりなる。
増大し、低電源電圧で良好なオーミックコンタクトを提
供できる。また既存のように絶縁膜に尖点が生じないた
め、コンタクト関連欠陥が減り、コンタクト抵抗を容易
に低減し得る。
図。
程の説明図。
ターンを示す図。
す図。
Claims (11)
- 【請求項1】 半導体装置のダブルコンタクト形成方法
において、ダブルコンタクト用に隣接した2つのコンタ
クトホールの間に、これらコンタクトホールをつなぐブ
リッジホールを開けるようにしたことを特徴とするダブ
ルコンタクト形成方法。 - 【請求項2】 コンタクトホールによる2つのラウンド
部分と、ブリッジホールによる前記ラウンド部分間のブ
リッジ部分と、からなる亜鈴状ホールが形成される請求
項1記載のダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項3】 ダブルコンタクト形成用のマスクパター
ンが、コンタクトホールを開けるための2つのアングル
部と、これらアングル部間のブリッジ部と、を有する請
求項2記載のダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項4】 ダブルコンタクト形成用のマスクパター
ンが、コンタクトホールを開けるための2つのアングル
部を、露光光線の回折で亜鈴状ホールのブリッジ部分が
形成される間隔に近接させて有する請求項2記載のダブ
ルコンタクト形成方法。 - 【請求項5】 2つのアングル部の間隔が0.3μm以
下である請求項4記載のダブルコンタクトホール形成方
法。 - 【請求項6】 ダブルコンタクト形成用のマスクパター
ンにより露光して感光膜マスクを形成した後、等方性食
刻を実施してから異方性食刻を実施することにより、口
部分のラウンディング食刻面及びその下の線形食刻面を
有する亜鈴状ホールを形成する請求項3〜5のいずれか
1項に記載のダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項7】 導電層上に形成した絶縁層を食刻してダ
ブルコンタクトホールを形成する半導体装置のダブルコ
ンタクト形成方法において、 ダブルコンタクトホールとなる2つのコンタクトホール
間をつなぐブリッジホールをもった亜鈴状に感光膜を露
光する段階と、その露光後の感光膜を現像した後にこれ
をマスクとしてエッチングを行い、前記絶縁層を貫通し
てその下の導電層を露出させる亜鈴状ホールを形成する
段階と、前記感光膜を取り除いた後、前記亜鈴状ホール
内に導電物質を充填する段階と、を実施するようにした
ことを特徴とするダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項8】 亜鈴状ホールを形成するエッチングで、
最初に等方性食刻を行ってから異方性食刻を行う請求項
7記載のダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項9】 感光膜露光用のマスクパターンは、コン
タクトホールのための2つのアングル部と、これらアン
グル部間のブリッジ部と、を有する請求項7又は請求項
8記載のダブルコンタクト形成方法。 - 【請求項10】 感光膜露光用のマスクパターンは、コ
ンタクトホールのための2つのアングル部を、露光光線
の回折でブリッジホール用のブリッジ部分が形成される
間隔に近接させて有する請求項7又は請求項8記載のダ
ブルコンタクト形成方法。 - 【請求項11】 2つのアングル部の間隔が0.3μm
以下である請求項10記載のダブルコンタクト形成方
法。
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