JPH01268149A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔概要〕 半導体基板と電極・配線層とのコンタクト、或いは、電
極・配線層間のコンタクトを採る為の電極コンタクト窓
を微細化するのに好適な半導体装置の製造方法に関し、 層間絶縁層に微細な電極コンタクト窓を形成した場合、
その電極コンタクト窓は表面から底面に至るまで完全に
貫通し且つその底面は電極・配線を形成した際に良好な
オーミック・コンタクトをとるのに充分な面積を持つも
のが容易に得られるようにすることを目的とし、 半導体基板上にフォト・レジスト層を形成する工程と、
次いで、該フォト・レジスト層のバターニングを行って
電極コンタクト窓の逆パターンを残す工程と、次いで、
該逆パターンのフォト・レジスト層を埋没させる層間絶
縁層を形成する工程と、次いで、該フォト・レジスト層
の頂部が表出するまで該層間絶縁層のエツチングを行う
工程と、次いで、該フォト・レジスト層を除去すること
で該層間絶縁層に電極コンタクト窓を形成する工程とが
含まれてなるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体基板と電極・配線層とのコンタクト、
或いは、電極・配線層間のコンタク１−を採る為の電極
コンタク１〜窓を微細化するのに好適な半導体装置の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置を製造する際、電極コンタクト窓の形成は不
可欠である。

第１５図及び第１６図は従来技術に依って電極コンタク
ｊ・窓を形成する場合を解説する為の工程要所に於ける
半導体装置の要部切断側面図であり、以下、これ等の図
を参照しつつ説明する。

第１５図参照 （１）必要な諸領域が作り込まれたシリコン半導体基板
】１上に電極・配線１２を形成する。

（２）層間絶縁層１３乃至１５を形成する。

（３）　　フォ１へ・レジスト層１Ｇを形成する。

（４）　　フォト・レジスト層Ｊ６をバターニングして
電極コンタクト窓パターンを有する開［」１６Δを形成
する。

第１６図参照 （５２フォ１〜・レジストＪ１］６をマスク番こして層
間絶縁層］、５．］、４．．］　３の選択的エツチング
を行って電極コンタクト窓を形成する。

このようにして電極コンタクト窓を形成した後、第二層
目の電極・配線を形成して電極・配線１２とオーミック
・コンタクトさせるものである。

前記説明した従来例では、電極　配線層間のコンタクト
をとる場合であるが、シリコン半導体基Ｆｊ、１１上の
層間絶縁層Ｇこ開Ｌ］を形成して電極・配線を形成する
ことも良く知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

半導体装置を微細化しようとする場合、当然、それは電
極コンタクト窓にも波及する。

然しなから、余り微細化すると良好に機能する電極コン
タクト窓は得られない。

第１７図及び第１８図番よそれを説明する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図であり、第１５図
及び第１６図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表
すか或いは同し意味を持つものとする。

第１７図はフォト・レジスト層１６に形成した開口１６
Ａが不完全であり、所謂、有底開口の状態になっている
ことを表し、また、第１８図は開口１６Ａが貫通しては
いるが、その底面に於ける面積が著しく小さくなってい
ることを表している。

このような事は、フォト・レジスト層１６をバターニン
グした場合のみでなく、層間絶縁層１５乃至１３をエツ
チングした場合にも同様に発生する。

また、微細化すると、充分に機能する電極コンタクト窓
が形成されたか否か、電子顕微鏡で視認することも容易
ではなくなる。

本発明は、層間絶縁層に１故細な電極コンタクト窓を形
成する場合、電極・配線を形成した際に良好なオーミッ
ク・コンタクトをとることが可能であるよう充分に機能
するものを容易に得られるようにする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図乃至第６図を本発明の原理を解説する為の工程要
所に於ける半導体装置の要部切断側面図を表し、以下、
これ等の図を参照しつつ説明する。

第１図参照 （１）　　シリコン半導体基板１に電極・配線２を形成
する。

第２図参照 （２）電極・配線２が埋まり、且つ、表面が略平坦にな
るように厚くフォ１〜・レジスト層３を形成する。

第３図参照 （３１７オト・レジスト層３が電極コンタクト窓の逆パ
ターンをもつようにバターニングする。

第４図参照 （４）　　フォト・レジスト層３が埋まり、且つ、表面
が略平坦になるように厚く層間絶縁層４を形成する。

第５図参照 （５）層間絶縁層４のエツチングを行い、フォ１〜・レ
ジスト層３の頂部を表出させる。

第６図参照 （６）　　フォト・レジスト層３を除去して電極コンタ
クＩ・窓４Ａを形成する。

このようにして形成した電極コンタクト窓４Ａば、表面
側から電極・配線２側に至るまで必要とされる平面的な
面積を維持して完全に貫通している。尚、フォト・レジ
スト層にパターンを形成する場合、開口の形成は国運で
あるが、その逆パターンの形成は容易である。その理由
は、スペース・パターンが小さくなると光学的伝達関数
（ＯＴＦ）も小さくなり、従って、スペースの部分が小
さい抜きパターンよりも、スペースの部分が大きい残し
パターンの方が有利であることに依る。

前記したところから、本発明に依る半導体装置の製造方
法に於いては、半導体基板（例えばシリコン半導体基板
１）上にフォト・レジスト層（例えばフォト・レジスト
層３）を形成する工程と、次いで、該フォト・レジスト
層のパターニングを行って電極コンタクト窓の逆パター
ンを残す工程と、次いで、該逆パターンのフォト・レジ
スト層を埋没させる層間絶縁層（例えば層間絶縁層４）
を形成する工程と、次いで、該フォト・レジスト層の頂
部が表出するまで該層間絶縁層のエツチングを行う工程
と、次いで、該フォト・レジスｉ・層を除去することで
核層間絶縁層に電極コンタクト窓（例えば電極コンタク
ト窓４．Ａ）を形成する工程とが含まれている。

〔作用〕

前記手段を採ることに依り、層間絶縁層に微細な電極コ
ンタク１〜窓を形成しても、その電極コンタク１〜窓は
表面側から底面側まで完全に貫通し、しかも、その底面
側では電極・配線を形成した際に下地と良好なオーミッ
ク・コンタクトをとるのに充分な面積を確保することが
可能であって、現在、問題になっている電極コンタクト
窓形成に於ける解像力の限界を打破することができ且つ
電極コンタクト窓の形成時に於けるエツチングの終点を
検出する必要もなくなり、また、下地に段差が存在して
いても大きさが均一な電極コンタクト窓を容易に形成す
ることが可能になる。

〔実施例〕

第７図乃至第１４図は本発明一実施例を解説する為の工
程要所に於ける半導体装置の要部切断側面図を表し、以
下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、第１図乃至
第６図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或
いは同じ意味を持つものとする。

第７図参照 （１）真空蒸着法及び通常のフォト・リソグラフィ技術
を適用することに依ってシリコン半導体基板１に厚さ例
えば５０００　　Ｃ人〕程度のアルミニウム（ＡＮ）か
らなる電極・配線２を形成する。

第８図参照 （２）例えばスピン・コート法を適用することに依って
厚さ例えば１．０　〔μｍ〕程度のフォト・レジスト層
３を形成する。尚、この程度にフォト・レジスト層３を
厚く形成すれば、表面ば略平坦化される。

（３）温度を例えば１００〔℃〕程度、時間を例えば１
．５　〔分〕とし、フォト・レジスト層３に対して遠紫
外線を照射することで熱処理（ブリ・ベーキング）を施
す。

第９図参照 （４）通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセスを適用することに依ってフォト・レジスト
層３が電極コンタクト窓の逆パターンをもつようにパタ
ーニングする。

（（至）温度を例えば１００〔℃〕、時間を例えば１〔
分〕とし、前記パターニングされたフォト・レジスト層
３に対する熱処理（キユアリング）を施して耐熱性を向
上させる。

第１０図参照 （６）スピン・コーＩ・法を適用することに依ってＳＯ
Ｇ　（ｓｐ’ｉｎ　　ｏｎ　　ｇｌａｓｓ）からなる厚
さ例えば１．５〔μｍ〕程度の層間絶縁層４を形成する
。尚、この程度に層間絶縁層４を厚く形成すると、表面
ば略平坦化される。

（７）温度を例えば２００（’Ｃ）、時間を例えば５〔
分〕として層間絶縁層４に対する熱処理（ブリ・ヘーキ
ング）を行う。

第１１図参照 （８）　　エツチング・ガスとしてフッ素系ガス（例え
ば米国デュポン社のフレオン）を用いる反応性イオン・
エツチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ　　ｉ。

ｎ　　ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＪＥ）法を適用することｋこ
依って層間絶縁層４のエツチングを行い、フォト・レジ
スト層３の頂部が表出した段階で停止する。尚、この段
階で、残っている層間絶縁層４の厚さは例えば８０００
　　Ｃ人〕程度である。

第１２図参照 （９）例えばアセトンなどに浸漬することでフォト・レ
ジスト層３を溶解・除去して電極コンタクＩ・窓４Ａを
形成する。

（１０）　　／ＭＬ度を例えば４５０　〔°Ｃ〕、時間
を例えば３゜〔分〕として層間絶縁層４に対する熱処理
（キユアリング）を行う。

第１３図参照 ０１）　　エツチング・ガスをフッ素系ガス（例えば米
国デュポン社のフレオン）とするプラスマ・エツチング
法を適用することに依って層間絶縁層４の等方性エツチ
ングをおこない、電極コンタクト窓４入内に表出されて
いる面に適当なテーパを付与する。

尚、この工程は電極コンタクト窓４Ａ内が電極・配線材
料で良好に埋められるようにする為のものであって必須
ではない。

第１４図参照 ０２）真空ｆ着法及び通常のフォト・リソグラフィ技術
を適用することに依って厚さ例えば７０００　〔人〕程
度のＡ６からなる電極・配線５を形成する。

前記のようにして形成した電極コンタクト窓４Ａに於け
る電極・配線２側の平面的な面積は充分であり、これは
、電極・配線２側の平面的な面積を例えば０．５　〔μ
ｍ〕口程度とした場合に電極・配線５と電極・配線２と
が良好にオーミック・コンタクト窓シていることが確認
された。

〔発明の効果〕

本発明に依る半導体装置の製造方法に於いては、電極コ
ンタクト窓の逆パターンをなすフォト・レジスト層を形
成し、それを埋没させるような層間絶縁層を形成し、そ
の層間絶縁層をエツチングして前記フォト・レジスト層
を表出させ且つ除去して電極コンタクト窓を形成するよ
うにしている。

前記構成を採ることに依り、層間絶縁層に微細な電極コ
ンタクＩ・窓を形成しても、その電極コンタクト窓は表
面側から底面側まで完全に貫通し、しかも、その底面側
では電極・配線を形成した際に下地と良好なオーミック
・コンタクトをとるのに充分な面積を確保することが可
能であって、現在、問題になっている電極コンタク１〜
窓形成に於ける解像力の限界を打破することができ且つ
電極コンタクト窓の形成時に於けるエツチングの終点を
検出する必要もなくなり、また、下地に段差が存在して
いても大きさが均一な電極コンタクト窓を容易に形成す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の詳細な説明する為の工程要
所に於ける半導体装置の要部切断側面図、第７図乃至第
１４図は本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
る半導体装置の要部切断側面図、第１５図乃至第１８図
は従来例を説明する為の工程要所に於ける半導体装置の
要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はシリコン半導体基板、２は電極・配線
、３はフォト・レジスト層、４は層間絶縁層、５は電極
・配線をそれぞれ示している。 特許出願人　　　富士通株式会社 代理人弁理士　　相　谷　昭　司 代理人弁理士　　渡　邊　弘　− ぐ　　　　　　　　　　　　　− Ｎ↑　　　　　　　　　　　　　　　ｒ−第１３図 １６Ａ 第１４図 納１５図 錦１８１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体基板上にフォト・レジスト層を形成する工程と
   、 次いで、該フォト・レジスト層のパターニングを行って
   電極コンタクト窓の逆パターンを残す工程と、 次いで、該逆パターンのフォト・レジスト層を埋没させ
   る層間絶縁層を形成する工程と、 次いで、該フォト・レジスト層の頂部が表出するまで該
   層間絶縁層のエッチングを行う工程と、次いで、該フォ
   ト・レジスト層を除去することで該層間絶縁層に電極コ
   ンタクト窓を形成する工程と が含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法
   。