JPS607736A - 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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JPS607736A
JPS607736A JP11540783A JP11540783A JPS607736A JP S607736 A JPS607736 A JP S607736A JP 11540783 A JP11540783 A JP 11540783A JP 11540783 A JP11540783 A JP 11540783A JP S607736 A JPS607736 A JP S607736A
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JP
Japan
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film
pattern
wiring
etching
sio2
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JP11540783A
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English (en)
Inventor
Satoshi Shinozaki
篠崎 慧
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication of JPS607736A publication Critical patent/JPS607736A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、配線パターンを改良した半導体装置の製造方
法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知の如< 、*&回路の大容量化、微細化は止むとこ
ろを知らず、現在サブミクロン・パターンの形成も現実
的な話となっている。
ところで、パターンを微細に形成するに際し、従来技術
では1μm以上はフォトリングラフイー技術により容易
に形成できるが、サブミクロン領域に入ると′戊子ビー
ム(gB)硝光技術、X線露光技術等の光より波長の短
い媒体を用いて形成せざるを得なくなっている。しかし
、EBsxi4露光技術は、レジストのそれらのビーム
に対する感度が著しく低いことにより、露光時間が著し
く長くなり、量産技術としてスルー・プツトの低下を招
く。また、コンタクトポール形成以降の工程での使用は
、い・ゎゆるEB前照射xcJ照射に起因するラディエ
ーション・ダメージが発生し、信頼性が低下する。
従来、半導体装置は、例えば第1図(a) 、 (b)
に示すように製造されている。
まず、半導体基板1上に酸化Bm2、Ae層3を順次形
成した後、A/層層上上リソグラフィ−技術によりレジ
ストパターン4を警戒する(第1図(a) ly示)。
つづいて、このレジストパターン4を用いて前記Ae層
3を異方性エツチングし、A/配線5を形成する。次い
で、レジストパターン4を剥離して半導体装置を製造す
る(第1図(b)図示)。
従来の製造方法において、AI!配線5の幅をd、、A
/配線5,5の間隔をd2、配線ピッチをPとすれば、
dlld2は最小加工寸法lまで微細化できる。しかし
々から、配線ピッチPとlとの関係は、”:2”であり
、光露光技術の限界が1μmであると仮定した場合、P
〉2μntであり、配線ピッチは2μnLを切ることが
できない。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光露光技術
の限界領域においてgB及びx 線露光技術でしか実現
できないパターンを形成し得るとともに、スルー・グツ
ドの低下の阻止、ラデイエーション・ダメージの発生を
阻止し得る半導体装置の製造方法をゼ?供することを目
的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、表面に素子を有する半導体基板上に第1の絶
縁膜を介して第1の配線材料層を形成した後、この配線
材料層上に絶縁膜パターンを形成し、更に全面に第2の
絶縁膜を形成した後、この絶縁膜を異方性エツチング除
去して少なくとも前記絶縁膜パターンの側壁に該第2の
絶縁膜を残存させ、しかる後前記絶縁パターンを選択的
に除去し、残存する第2の絶縁膜をマスクとして前記配
線材料層を異方性エツチングすることによって、光崩光
技術の限界領域においてKB及びX線宛光技術でしか実
現できない微細パターンを形成し、かつスルー・プツト
の低下、ラデイエーション・ダメージの発生を阻止する
ことを図ったことを骨子とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例f:第2図(a)〜(f)を参照
して説明する。
〔自ます、表面に素子(図示せず〕を有したIEti 
基板11上に第1の絶縁膜としての熱酸化膜12を形成
した。つづいて、この熱酸化膜12に^1工記素子と配
線との接触を保つための図示しないコンタクトホールを
形成した後、全面に81を2%含有したA l/S i
を蒸着し、金用材料層としての厚さ5000χのAI!
/si I偕13全形成した。次いで、このAI!/S
i層13ノー上にプラス”’1 CV D (Chem
ical vapour Deposition ) 
法により厚さ1 amのSi3N、膜14を形成した(
第2図(a)図示)。この際、Si3N、膜14は、4
00℃程度の低温でSiH4r NH3を主成分とする
ガスにより形成できるため、A/′/S1 層13を溶
融することはない。しかる後、Si、N、膜14上に、
リソグラフィー技術例えばステップ・アンド・リピート
形の光露光技術によりレジストパターン(図示せず)を
形成し九更に、このレジストパターンをマスクとして、
CF、系のガス雰囲気で前記Si、N、膜14を例えば
反応性イオンエツチング(R工g)法により異方性エツ
チング除去し、絶縁IllパターンとしてのSi3N、
膜パターン15を形成した。この際、Si、N、膜パタ
ーン15の嶋を光I侑光技術の限界1μmで加工した。
また、パターン間隔Xは1.5μmとする。この陵、前
i己しジストパターンを剥離した(第2図(b)図示)
〔11〕次に、全面に第2の絶縁膜としての5in2膜
16をプラズマCVD法により形成した(第2図(C)
図示)。なお、プラズマCVD法は、段差に対するステ
ップカバレージが良好であるため、Si、N、膜パター
ン15の微細な間隙にも良好に堆積することができる。
また、5iO21罠16の厚みは、該Sin、+1侶1
6を上記間隙に十分に堆積するために前記S 13 N
4 膜パターン15のパターン間隔X (= 1.5μ
rtr )の半分以下に選ぶ必要があり、例えば0.6
μmとしだ。つづいて、前記5102膜16をRIE法
により異方性エツチング除去し、前記Si3N、II@
パターン15の側壁にのみ5102膜16′を残存させ
た(第2図(d)図示)。次いで、S IB N4瞼パ
ターン15のみプラズマエツチングにより選択的に除去
した。しかる後、残存5102膜16′をマスクとして
露出するA / / 8 i層13を、cce、系のガ
ス雰囲気でRIE法により異方性エツチングし、A l
 / S i配線17を形成した( g 21EI (
e)図示)。更に、残存5in2膜16′を(NH,F
十酢酸)の混合液で除去し、半導体装置を製造した(第
2図(f)図示)。この際、残存Sin、膜16′は、
下地である熱酸化膜12と比べ上記混合液に対するエツ
チンググレードが著しく大きいだめ、熱酸化膜12はほ
とんど除去されなかった。
しかして、本発明によれば、光露光技術によ゛すS1基
板ll上に熱酸化膜12、A l / S i 層13
を介してSi3N4膜パターン15を形成した後、全面
に8102膜16を形成し、該S i O,膜16をR
IE法によりSi、N、Mパターン15の(141I壁
にのみ残存させ、更にS i3N、膜パターン15のみ
を逃択的にエツチング除去し、しかる後残存5in2膜
16をマ、xりとしてp、−tlsx層13全13Fi
法により異方性エツチング除去し、A//Si配線17
を形成するため、光露光技術の加工限界を越える微11
1!]配鰻パターンを光露光技術で実現でき、サブミク
ロンパターンの形成が可能となった。したがって、従来
と比べ配線ピッチを短縮できる。即ち、第2図(f)に
おいて、A l / S i配線17の幅をdl、1ピ
ツチでのAg/si配線17,17の配線間1(1゛勇
をd2.1ピツチ、2ピツチ間のA l / S i配
線17.17の配線間隔をd3、AI!/Sl配鉢17
の配本17ピッチをlとすると、配線幅d、は第2図(
d)の残存5in2膜16′のマスク幅即ち5102膜
16の厚みに唸ぼ等しいため、0.6μmとなる。
また、配線間W+ d 2は、第21問(d) (D 
S i3N、膜パターン150幅即ち1μmとなる6 
更に、配線間隔d3は、第2図(b) c7) s i
3N4膜パターン15の間隔X (= 1.5μm)よ
り配線幅d1の2倍を引いた値、1.5−2 x 0.
6 = 0.3μmとなる。
し′たがって、Ap/s1配線17.17の2本分のピ
ッチは、 /=2d1+d2+d3=2xO,6+1+0.3=2
.5μmとなり、1本分のピッチは2/=1.25μm
となる。
つまり、光露光技術の限界を1μmとした場合、従来2
μmの配線ピッチとなるが、本発明の場合1.25μm
ピッチの微細配録がを実現できる。その結果、素子の集
積度を向上できる。
また、gB、X線露光技術を用いることがないため、ラ
デイエーション・ダメージのおそれもなく、信頼性を向
上できる。
なお、上記実施例では、一層目配線の微細化の場合につ
いて述べたが、これは一層目記報の微細化が特に要求さ
れているとともに、電源配線、ポンディングパッドなど
広い配線は二層目に設置しやすいことに起因する。この
ように、広い配線を必要とする場合には、例えば第2図
(d)から同図(e)に移るB i、 ’N41+J除
去の工程において、広い配線部のみレジメ) ’f: 
S is N4膜上に残したあと、SiN、l膜を除去
することにより可能となる。
上記実施例では、配線ピッチを短縮する場合について述
べたが、Si基板表面の素子とコンタクトホールを介し
て寮枕する配絢ヲ形成する、場合は、第3図(a、) 
、 (b)に示すように行なう。まず、Si基板11の
表面に常法により素子としての拡散層21を形成した後
、この基板21上に前記拡散層21に対応する部分+r
cコンタクトホール22を有する熱酸化膜12を形成し
た。
つづいて、全面にkl/Si jd 23を形成し、コ
ンタクトホール22を介して前記拡散層21に接続させ
た。次いで、前記kl/F3 i I曹23上にMil
記拡散拡散層21応する部分d、−に151]孔部24
を有するSi、N、膜パターン25を形成した。つづい
て、全面に5in2膜26ケ形成した後、RIE法によ
り該Sin、膜26を異方性エツチング除去し、前記開
孔部24・・・にSiO211i 26を残存させた(
第3図(a)図示)。なお、5102IJ莫z 6の厚
みは、拡散層21に対応する開孔部24の径の%倍より
大きくした。さもなければ、RIE法によりSi○21
F%2eをエツチングする際、コンタクトをとるべきA
l/si IV 23が部公的に露出するおそれがある
。以下、実施例1と同様にしてSi、N、膜パターン2
5を除去した後、残存するSi○2膜26全26クとし
てA//Si層23を選択的にエツチング除去してA/
/Si配#27を形成し、半導体装置ケ製造した(第3
図(b)図示)。
上記実施例では、第1の1xハ縁膜としてSi3N。
膜を用いたが、これに限らない。例えば、スピンコード
可能なポリイミド膜等を使用することにより、凹凸の滋
しい基板上への配線形成を可能にすることができ、特別
な付加工程を省くことができる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、微細な配線を形成し
得るとともに、スルー・プツトの低下、ラデイエーショ
ン・ダメージの発生を阻止し得る高信頼性の半導体装置
の鯛造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は従来の半導体装置の製造方
法を工程11)0に示す断面図、第21図(a)〜(f
)は本発明の一実施例の半導体装置の製造方法を工il
+陰に示す断面図、第31図(1) 、 (b)は本発
明の他の′#:施例の半導体装置の製造方法を工程11
直に示す断面図である。 11・・・81基板(半導体基*、 ) 、12・・・
熱酸化膜(第1の絶縁膜)、13,23・・・A l 
/ S i層(配線材料層)、14・・・Si3N、膜
、15゜25・・・Si、N、膜パターン(絶縁膜パタ
ーン)、16 + 2 +!? ”・SxO,膜(第2
の絶縁膜) 、16’。 28!・・・幾存5102膜、17.27・・・AJ/
Si配線、21・・・拡散層(素子)、22・・・コン
タクトホール。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦竺1図 ・r: 2 i、、:

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表面に素子を有する半導体基板上に第1の絶縁膜を介し
    て配線材料層を形成する工程と、この配線材料層上に絶
    縁膜パターンを形成する工程と、全面に第2の絶縁膜を
    形成する工程と、この絶縁膜を異方性エツチング除去し
    て少なくとも前記絶縁膜パターンの側壁に該第2の絶縁
    膜を残存させる工程と、前記絶縁膜パターンを逗択的に
    除去する工程と、残存する第2の絶縁膜をマスクとして
    前記配線材料層を異方性エツチング除去する工程とを具
    備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP11540783A 1983-06-27 1983-06-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS607736A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150826A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH06216084A (ja) * 1992-12-17 1994-08-05 Samsung Electron Co Ltd 半導体装置のパターン分離方法および微細パターン形成方法
JP2010503206A (ja) * 2006-08-30 2010-01-28 マイクロン テクノロジー, インク. ピッチを2倍以上にマルチプリケーションするための単一スペーサープロセスと、関連する中間ic構造
JP2010087300A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

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JPH0476496B2 (ja) * 1985-12-25 1992-12-03 Tokyo Shibaura Electric Co
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