JPS6284520A - 絶縁膜への開孔形成方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、更
に詳しくは、Ｓ−ｉ基板上に形成されたＳｉ３Ｎ４膜（
以下、単にｒＳｉＮ膜」という）とＳ　ｉｃ）＋膜の２
層絶縁膜に開孔（コンタクト孔等）を形成する方法に関
するものである。

〈従来の技術〉 第２図は従来の開孔形成方法の工程断面図である。図に
於いて、１はＳｉ基板、２は５ｉＯｚ膜、３はＳｉＮ膜
、４．５はレジスト層である。

（１１周知のホト・リソグラフィー技術によりＳｉＯｚ
膜２上のＳｉＮ膜３を開孔する。

（２）　　レジスト層４を除去して新たなレジスト層５
を形成し、ＳｉＮ膜３の開孔部の十分内側に５ｉＯｚ膜
開孔部をバターニングし、５ｉＯｚ膜２を開孔する。

（３）　　レジスト層５を除去する０ 以上のように、従来の方法に於いては、２度のリソグラ
フィー・プロセスにより、ＳｉＮ膜及びＳｉα膜を個々
に開孔する。これは、ＳｉＮ膜下に５ｉＯｚ膜の開孔部
が入り込む、ＳｉＮ膜のオーバー・ハング状態を避ける
ためである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記構成では、当然のことながら位置合
わせに於けるマージン等を考慮しなければならないので
、開孔部はかなりのスペースが必要となり、この点が高
集積化を進める上で大きな障害となっていた。

ＳｉＮと５ｉＯｚのエツチングの選択比を１：１にした
ガス組成によるプラズマ・エツチングによる開孔法も考
えられるが、下地Ｓｉとの選択比が大きくとれないため
、エツチング完了時にＳｉ基板もエツチングされてしま
う。

本発明は従来技術に於ける上記問題点を解決するもので
あり、下地Ｓｉ基板に何ら影響を与えることなく、一度
のマスク合わせによってＳｉＮ膜と５ｉＯｚ膜の２層絶
縁膜を開孔する方法を提供するものである。

く問題点を解決するための手段〉 ＳｉＮ膜上に所定パターンの第１レジスト層を形成し、
該第１レジスト層をマスクにしてエツチングを行いＳｉ
Ｎ膜を開孔する０次いて、ＳｉＮ膜をマスクにしてエツ
チングを行いＳｉＯ２膜ヲ開孔する。その後、第１レジ
スト層の全面エツチングを行い、ＳｉＮ膜のオーバー・
ハング部分を露出させる。続いて、全面に低粘度のレジ
スト材を塗布することによって第２レジスト層を形成し
た後、再びレジスト層の全面エツチングを行い、ＳｉＮ
膜のオーバー・ハング部分を再露出させる。

そして、レジストとの選択性の高いエツチング材による
エツチングによシ上記オーバー・ハング部分を除去し、
更に、残存レジスト層を剥離して開孔形成を完了する。

〈実施例〉 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の工程断面図である０図に於
いて、１１はＳｉ基板、１２はＳ　ｉＯｚ膜、１３はＳ
ｉＮ膜、１４は第１レジスト層、１５は第２レジスト層
である。

（１１，ｆ２）　　周知のホト・リソグラフィー法によ
り、ＳｉＯ２膜１２上のＳｉＮ膜１膜上３孔する。なお
、開孔部寸法は５ｉＯｚ膜単層の場合の寸法と同一でよ
い。但し、上記第１レジスト層は２層絶縁膜の２倍程度
の厚さにする必要がある。

（３）第２レジスト層１４を残したままＳｉＮ膜１膜上
３スクにしてエツチングを行い、ＳｉＯ２膜１２全１２
する。エツチングは、下地Ｓｉ　との選択比がさ■でな
ければならず、通常ＨＦ系のエッチャントによるウェッ
ト・エツチングが用いられる。エツチング後は、その機
構によシ、図に示す様に、ＳｉＮ膜１膜上３−バー・ハ
ング状態となる。

（４）等方性の０２プラズマ・エツチングによ一シ第１
レジスト層１４のみを全面エツチングし、パターン・エ
ツジの後退をはかる。量としてはＳｉＮ膜１膜上３−バ
ー・ハング部分を露出させる程度にする。レジストのエ
ツチング・レートと膜厚よりエツチング時間を決める。

（５）全面に低粘度のレジスト材をスピン・コートして
第２レジスト層１５を形成し、開孔部を埋める。低粘度
であるため開孔部のレジスト厚は厚く、表面のレジスト
厚は薄く形成される。

（６）再び、等方性の０２プラズマ・エツチングにより
レジスト層の全面エツチングを行う。量としては前回同
様ＳｉＮ膜１３のオーバー・ハング部分を露出させる程
度とする。この時、開孔部のＳｉ基板上には第２レジス
ト層が充分厚く形成されていたため、Ｓｉ基板表面が露
出することは無い。

（７）露出したＳｉＮ膜１膜上３−バー・ハング部分を
、レジストとの選択性の高いガス組成によるプラズマ・
エツチングにて除去する。開孔部下地Ｓｉ基板は第２レ
ジスト層にて覆われているため何ら影響を受けない。Ｓ
ｉＮのエツチング・レートと膜厚よりエツチング時間を
決める。

（８）残存レジスト層を除去し、開孔形成を完了する０ 〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、下地Ｓｉ
基板に何ら影響を与えずに、−回のマスク合わせのみで
ＳｉＮ膜と５ｔ（ｈ膜の２層絶縁膜に開孔を形成するこ
とができる、きわめて有用な開孔形成方法が得られるも
のである。本発明によれば、５ｉＯｚ膜開孔部とＳｉＮ
膜開孔開孔部オフセット量はほぼ％０〃であり、寸法的
にはＳｉｇｈ単層膜の場合の開孔寸法とほぼ等しく、寸
法の増大は無い。しかも、マスク合わせ工程が１回であ
るため、コスト的にも改善される。また、オフセット量
が１０”であることは、半導体装置表面が最終的にすべ
てメタルとＳｉＮで覆われ、５ｉ（ｈが露出する部分が
皆無であるということであり、これは装置の信頼性向上
に大きく寄与することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）乃至（８）は本発明の一実施例の工程断面
図、第２図（１）乃至（３）は従来の開孔形成方法の工
程断面図である。 符号の説明 １１　：　Ｓｉ基板、１２　：　Ｓｉｏ２膜、１３　：
　ＳｉＮ膜、１４：第２レジスト層、１５：第２レジス
ト層０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ基板上に形成されたＳｉ＿３Ｎ＿４膜とＳｉＯ
   ＿２膜の２層絶縁膜に開孔を形成する方法に於いて、ａ
   ）上記Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜上に所定パターンの第１レジス
   ト層を形成する工程と、 ｂ）上記第１レジスト層をマスクにしてエッチングを行
   い、上記Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜に開孔を形成する工程と、 ｃ）上記開孔形成後の上記Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜をマスクに
   してエッチングを行い、上記ＳｉＯ＿２膜に開孔を形成
   する工程と、 ｄ）上記第１レジスト層の全面エッチングを行い、上記
   Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜のオーバ・ハング部分を露出させる工
   程と、 ｅ）全面に低粘度のレジスト材を塗布することにより第
   ２レジスト層を形成する工程と、 ｆ）上記第２レジスト層の全面エッチングを行い、上記
   Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜のオーバー・ハング部分を再度露出さ
   せる工程と、 ｇ）レジストとの選択性の高いエッチング材によるエッ
   チングにより上記Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜のオーバー・ハング
   部分を除去する工程と、 ｈ）残存レジスト層を剥離する工程と、 から成ることを特徴とする、絶縁膜への開孔形成方法。