JPH05251383A - 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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JPH05251383A
JPH05251383A JP4047245A JP4724592A JPH05251383A JP H05251383 A JPH05251383 A JP H05251383A JP 4047245 A JP4047245 A JP 4047245A JP 4724592 A JP4724592 A JP 4724592A JP H05251383 A JPH05251383 A JP H05251383A
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JP
Japan
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silicide
polysilicon
semiconductor device
pattern
film
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JP4047245A
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English (en)
Inventor
Masataka Shingu
正孝 新宮
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 切れの良いパターンを有するポリサイド配線
を形成する。 【構成】 段差1を有する半導体基板2上に、ポリシリ
コン4を堆積してその表面を平坦化し、これの上にシリ
サイド5を堆積してフォトリソグラフィー技術によるシ
リサイド5とこれの下のポリシリコン4とのパターン化
のエッチングを行って、ポリサイド配線の形成を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置例えば絶縁
ゲート構造を有する回路素子よりなる半導体集積回路例
えばMOS−LSI等の各種半導体装置の製法に係る。
【0002】
【従来の技術】図5にその要部の平面図を示し、図6に
図5のA−A線上の断面図を示すように、例えば絶縁ゲ
ート構造を有する回路素子を有する半導体集積回路、例
えばMOS−LSI等の各種半導体装置に於いて、その
絶縁ゲートのゲート電極、更に回路素子間を接続する接
続パターン等に於いて、導電性を有するポリシリコン4
上に更にその電気抵抗の低減化をはかる上で、シリサイ
ド例えばタングステンシリサイド、モリブデンシリサイ
ド、チタンシリサイド等の金属シリサイド5が積層され
たポリサイド配線3による配線構造をとる場合がしばし
ばある。
【0003】又、集積回路等に於いて、例えばその回路
素子を形成する、いわゆるアクティブ領域以外のいわゆ
るフィールド部に例えば厚い熱酸化膜によるパッシベー
ション或いは素子分離用の絶縁層7いわゆるLOCOS
が形成されてなる場合、フィールド部とアクティブ領域
との間に段差1が生じる。
【0004】このように、表面に段差1を有する半導体
基板2に於いて、上述したポリサイド配線3を形成する
場合、そのポリサイド配線3の例えば、ゲート電極に於
いて、その縁部が目的とする直線等のいわゆる切れの良
いパターンとならず、細りや、欠けが生じ、正確に目的
とするパターンが得られないという問題がある。
【0005】このようなパターンの細りや、欠けの問題
は、例えば、MOS−LSIに於けるMOS回路素子の
短チャンネル化に伴うポリサイド配線によるゲート電極
の幅、即ちチャンネル長Lの縮小化がなされるとき、特
性上に大きな影響をもたらして来る。
【0006】このように半導体基板2の表面に段差1が
存在する場合のポリサイド配線に於いてパターンの切れ
が低下するのは、ポリサイド配線のパターン化に際して
のフォトリソグラフィの適用に因る。即ち上層のタング
ステンシリサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリ
サイド等の金属シリサイド層の上述の段差で生じた壁面
による光反射が、エッチングマスクとしてのポジティブ
型のフォトレジストに対するパターン露光に際し、露光
を回避すべき部分に不要な露光を生じさせて露光パター
ンを不鮮明にすることに起因する。
【0007】これについて図7を参照して説明するに、
ポリサイド配線の形成に当たっては、半導体基板2上に
全面的にポリシリコン4とシリサイド5とを順次CVD
(化学的気相成長)法、スパッタリング等によって形成
した後、これの上に微細パターンを形成し易いポジ型の
フォトレジスト層6を塗布し、これに対して最終的に配
線として残すべきパターン部分6a以外の部分に露光を
行なって、その後現像処理し、露光部分を除去し、フォ
トレジストのパターン化を行なう。そして、このパター
ン化されたフォトレジスト膜6をマスクとしてシリサイ
ド5及びポリシリコン4に対するエッチングを順次行な
って、これらをパターン化して目的とするポリサイド配
線3の形成を行なうものであるが、この場合、段差1が
半導体基板2の表面に存在し、これによって反射率が高
いシリサイド5に側壁面5aが生じていると、露光光線
が、この側壁面5aによって反射されて、これが本来、
露光を回避すべきパターン部分6aに向かい、このパタ
ーン部分6aをも露光してしまういわゆるハレーション
が生じる。そこで、その後、フォトレジスト膜6を現像
した場合、パターン部分6a縁部に於いて、除去される
部分が生じ、細りや欠けを発生する。したがって、この
パターン部分6aをマスクとしてシリサイド5及びポリ
シリコン4をエッチングすると、これによって形成され
た配線にも細りや、欠けが生じることになる。
【0008】このように、ポリサイド配線に於いて、反
射率の高い金属シリサイドを用いる場合に於ける反射光
によるフォトレジスト層に対するハレーションの問題を
解決する対策として、シリサイド上に、更にポリシリコ
ン等の反射防止膜を形成して後、フォトレジスト膜の形
成、及びこれに対するパターン露光を行なう等の方法も
採られているものであるが、このようにしても尚、その
反射の問題が充分回避されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した反
射率の高いシリサイドを用いたポリサイド配線を有する
半導体装置に於いて、その半導体基板表面上に段差が存
在する場合に於いても、確実にポリサイド配線のパター
ン化を行なうことが出来るようにして、その特性にばら
つきがない、又、設計通りの特性を有する半導体装置を
確実に得ることが出来るようにする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、図2Cにその
一例を示すように、段差1を有する半導体基板2の表面
にポリサイド配線3を形成する半導体装置の製造方法に
於いて、図1にその製法の一例の工程図を示すように、
ポリシリコン4を堆積する工程(図1A)と、このポリ
シリコン4を平坦化する工程(図1B)と、半導体基板
2上にシリサイド5を堆積する工程(図1C)と、この
シリサイド5上にフォトレジスト膜6を形成する工程
(図2A)と、このフォトレジスト膜6を選択的に露光
して、パターニングする工程(図2B)と、このフォト
レジスト膜6をマスクとしてシリサイド5をエッチング
する工程(図2C)とをとる。
【0011】又、本発明に於いては、ポリシリコン4を
平坦化する工程に於いて、このポリシリコン4上に平坦
化膜9を形成した後(図1A)、この平坦化膜9例えば
フォトレジスト膜と共にエッチバックする工程をとる。
【0012】又、本発明に於いては、図3Aに示すよう
に、ポリシリコン4を平坦化した後、シリサイド5を堆
積する前に半導体基板2上に更にポリシリコン41を堆
積する工程をとる。
【0013】
【作用】上述したように、本発明製造方法に於いては、
図1Cに示すように、シリサイド5の表面の被着面が平
坦化されて、これの上にシリサイド5が平坦に形成され
ることから、これの上に形成したフォトレジスト膜6に
対するパターン露光に際して、シリサイド5からの反射
が、パターン露光を回避すべき部分に散乱することが効
果的に回避されるので、この露光後のフォトレジスト膜
6に対して現像処理を行なって、この露光によって可溶
化された部分をその現像液即ち溶液によって除去し未露
光部分のみを残した場合、その縁部、即ち未露光と露光
部との境界部が鮮明に形成される。したがって、現像し
て得たフォトレジスト膜6のパターン部分6aは、切れ
の良い即ち、欠けや細りのない所定のパターンに形成さ
れる。
【0014】従って、このフォトレジスト膜6をマスク
としてエッチングしたシリサイド5とこれの下のポリシ
リコン4についても欠けや細りがない切れの良いパター
ンとなり、目的とするパターンを有するポリサイド配線
3を形成することが出来る。
【0015】従って、これによって形成した半導体装置
例えば、MOS−LSI等の集積回路に於いて、目的と
した特性を有する集積回路を安定して構成することが出
来る。
【0016】
【実施例】図1及び図2を参照して本発明の製造方法の
一実施例を詳細に説明する。
【0017】この例に於いては、ポリサイド配線3によ
ってMOS素子のゲート電極及び、内部配線、リード導
出のボンディングパッド等の配線を形成する場合であ
る。
【0018】この場合、図1Aに示すように、例えばシ
リコン半導体基板2のフィールド部にLOCOS即ち厚
い酸化物膜より成る絶縁層7が形成され、これによって
囲まれるアクティブ領域に例えば薄い熱酸化によるゲー
ト絶縁膜8が形成されて成り、このゲート絶縁膜8と絶
縁層7との間即ち、アクティブ領域とフィールド部との
間に段差1が生じているものである。
【0019】本発明に於いては、この段差1を有する半
導体基板2上に全面的に周知の技術によって例えば20
0nmの厚さにCVD法等によってポリシリコン4を全
面的に被着する。この場合、段差1の存在によってポリ
シリコン4の表面には凹凸が存在するが、これの上に平
坦化膜9例えば、フォトレジスト9を80nmの厚さに
塗布して、そのレジスト9の表面を平坦化する。その
後、表面が平坦化されたレジスト9上から、このレジス
ト9とポリシリコン4のエッチングレートが約1:1に
なる条件で、例えばRIE(反応性イオンエッチング)
によって平面的にエッチング即ちエッチバックを行な
う。この場合、フォトレジスト9が除去されて、絶縁層
6の表面と絶縁層6によって囲まれた凹部にポリシリコ
ン4が埋め込まれた状態で全体的に一平坦面10を形成
するエッチバックを行なう。
【0020】このRIEは、例えばCF4 或いはSF6
等のガスを用い、レジスト9とポリシリコン4とのエッ
チングレートを1:1にするためにO2 を混入してRI
Eする。その後、図1Cに示すように、平坦面10上に
シリサイド5例えば、タングステンシリサイド、モリブ
デンシリサイド、チタンシリサイド等の金属シリサイド
をスパッタ等の周知の技術によって形成する。
【0021】このようにして形成したシリサイド5は、
平坦面10上に形成されていることから、このシリサイ
ド5は平坦な層として形成される。
【0022】その後、図2Aに示すようにシリサイド5
上にポジタイプのフォトレジスト膜6を塗布する。ここ
にポジタイプのフォトレジスト膜を使用するのは、一般
にポジタイプのフォトレジスト膜が、ネガタイプのフォ
トレジスト膜に比して、高精度のパターン化が可能であ
ることによる。
【0023】そして、最終的にポリサイド配線を形成す
べき部分以外に図2A中矢印で示すように、例えば露光
マスク等を介してパターン露光する。このようにしてフ
ォトレジスト膜6の最終的にポリサイド配線を形成する
パターン部分6aを未露光部とし、他部を露光すること
によって現像液に対して可溶化する。
【0024】その後図2Bに示すように、フォトレジス
ト膜6に対して現像処理を施してパターン部分6aを残
して他部を除去し、このパターン部分6aをマスクとし
て、このパターン部分6aによって覆われていない部分
のシリサイド5及びポリシリコン4をエッチング除去す
る。
【0025】その後図2Cに示すように、フォトレジス
ト膜6のパターン部分6aを除去する。このようにして
所定のパターンを有するポリシリコン4と、これの上に
形成されたシリサイド5との積層構造によるポリサイド
配線3、例えばゲート電極、内部配線、ボンディングパ
ッド等のポリサイド配線を形成する。
【0026】このようにして得た半導体装置は、そのア
クティブ領域即ち、薄いゲート絶縁膜8を有する部分に
於いて、確実にポリシリコン4が残されることから、シ
リサイド5に於ける金属例えばタングステン或いはモリ
ブデン等がゲート絶縁膜8を侵蝕してゲート耐圧を劣化
させる等の不都合は確実に除去される。
【0027】又、実際上シリサイド5が直接的にSiO
2 より成る絶縁層7に被着される場合、剥離膜は侵蝕等
の問題が生じて来るおそれがあるときは、両者間にポリ
シリコンを介在させることが望ましい。
【0028】このように絶縁層7とシリサイド5との間
にポリシリコンが介在するようになすためには、例え
ば、図3にその一例の工程図を示すように、図1A及び
Bの工程をとって平坦面10を形成して後、図3Aに示
すように、その平坦面10上に、再び例えば厚さ40n
m程度の薄いポリシリコン薄膜41を形成し、これの上
に図1C及び図2A〜Cに示す工程をとって図3Bに示
すようにポリサイド配線3を形成することが出来る。
【0029】或いは、図4にその工程図を示すように、
図1Aと同様にフォトレジストによる平坦化膜9の塗布
を行なって後、図1Bで説明した平坦面10の形成に於
いて、絶縁層6の表面が露出することがない程度の深
さ、即ち図4Aの矢印で示す位置までエッチバックを行
なって、図4Bに示すように絶縁層6上に例えば40n
m程度の厚さの薄いポリシリコン4が残るようにして、
最終的に図3Bで示したと同様に絶縁層7上にポリシリ
コン4が介在されてポリサイド配線3が形成されるよう
にすることが出来る。
【0030】尚、上述した例に於いては、回路素子がM
OS構造を有するMOS−LSI等の半導体集積回路装
置を得る場合に本発明を適用した場合であるが、その
他、種々の表面に段差を有する半導体基板2に対してポ
リサイド配線を形成する場合に本発明を適用することが
出来る。
【0031】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、ポリサ
イド配線3の形成のためのエッチングのマスクとして用
いられるフォトレジスト膜6に於いて、フォトレジスト
膜の露光に当たっての、反射率の高いシリサイド5の、
段差1によって生じる側壁面5aからの反射によるハレ
ーションによる光のにじみが回避されることによって短
チャンネルMOS素子の形成に於いても、確実に所定の
チャンネル長のゲート電極即ちポリサイド配線3の形成
を行なうことが出来るので目的とする特性を有する半導
体装置を確実に得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の製造方法の一例の製
造工程図(その1)である。
【図2】本発明による半導体装置の製造方法の一例の製
造工程図(その2)である。
【図3】本発明による半導体装置の製造方法の他の例の
製造工程図である。
【図4】本発明による半導体装置の製造方法の更に他の
例の製造工程図である。
【図5】本発明を適用する半導体装置の一例の略線的拡
大平面図である。
【図6】図5のA−A線上の断面図である。
【図7】フォトレジストに対する露光状態の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 段差 2 半導体基板 4 ポリシリコン 5 シリサイド 6 フォトレジスト膜 7 絶縁層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 段差を有する半導体基板の表面にポリサ
    イド配線を形成する半導体装置の製造方法に於いて、 上述半導体基板上にポリシリコンを堆積する工程と、 該ポリシリコンを平坦化する工程と、 上記半導体基板上にシリサイドを堆積する工程と、 該シリサイド上にフォトレジスト膜を形成する工程と、 該フォトレジスト膜を選択的に露光してパターニングす
    る工程と、 該フォトレジスト膜をマスクとして上記シリサイドをエ
    ッチングする工程とを有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリシリコンを平坦化するに際して、該
    ポリシリコン上に平坦化膜を形成して後、該平坦化膜を
    エッチバックすることを特徴とする請求項1に記載の半
    導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリシリコンを平坦化した後、シリサイ
    ドを堆積する前に半導体基板上にポリシリコンを堆積す
    ることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造
    方法。
JP4047245A 1992-03-04 1992-03-04 半導体装置の製造方法 Pending JPH05251383A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6156631A (en) * 1996-09-06 2000-12-05 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6156631A (en) * 1996-09-06 2000-12-05 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device

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