JPH0590198A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンタクトホールの形成方法に関し、コンタク
トホールの最小加工寸法をラインパターンの最小加工寸
法と同等レベルとして半導体装置の集積度を向上できる
ことを目的とする。 【構成】絶縁膜３上にレジスト４を塗布し、レジスト４
に素子部２を含みかつ金属配線５の形成方向又は形成方
向と直交する方向に延びるラインパターン６を開口し、
レジスト４をマスクとして絶縁膜３を厚さｈの半分まで
エッチングして薄肉部７を形成する。次に、薄肉部７を
含むように絶縁膜３上にレジスト８を塗布し、レジスト
８に素子部２を含みかつラインパターン６の開口方向と
直交する方向に延びるラインパターン９を開口し、レジ
スト８をマスクとして絶縁膜３を薄肉部７の厚さ分だけ
エッチングしてコンタクトホール１０を形成する。

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の製造方法に
係り、詳しくはコンタクトホールの形成方法に関する。

【０００２】近年の半導体装置の高集積化に伴い、ライ
ンパターンの幅だけでなく、素子部又は配線等の下地コ
ンタクト材料と絶縁膜上に形成される金属配線とを接続
するためのコンタクトホールの加工寸法も小さくできる
ことが要求されている。

【０００３】

【従来の技術】従来の半導体装置製造におけるコンタク
トホールの形成は、リソグラフィー（露光）工程におい
てレジストに正方形状のコンタクトホールのパターンを
形成し、エッチング工程においてこのレジストをマスク
にして絶縁膜をエッチングすることにより行われてい
る。ところが、リソグラフィー工程における最小加工寸
法と解像度との関係は、図６に示すよう解像度を大きく
しようとすると、破線で示すコンタクトホールの一辺の
最小加工寸法は実線で示すラインパターンの幅の最小加
工寸法よりもかなり大きくなってしまう。従って、図７
に示すように配線３０は微細化できるが、コンタクトホ
ール３１は微細化できないため、配線３０に接続される
コンタクト３２も微細化できない。

【０００４】又、従来の半導体装置製造では、コンタク
トホールの微細化に対応するためにバイアススパッタや
タングステンシリサイド（ＷＳｉ）の埋め込み技術など
を使用してステップカバレッジの向上を図っている。図
８はアルミニウム（Ａｌ）のバイアススパッタを示し、
半導体基板３３上に形成した絶縁膜３５の一部が素子部
３４までエッチングされてコンタクトホール３６が形成
されている。そして、スパッタリングによりアルミニウ
ム層３７を実線で示す位置まで形成した後、このアルミ
ニウム層３７をターゲットとしてコンタクトホール内に
おける突出部３７ａを含めてアルミニウム層３７を破線
で示すように削り、再びスパッタリングによりアルミニ
ウム層３７を二点鎖線で示す位置まで形成している。

【０００５】又、図９はタングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ）の埋め込み技術を示し、ＣＶＤ法（化学気相成長
法）によりコンタクトホール３６内に絶縁膜３５の上縁
部付近までタングステン層３８を形成し、スパッタリン
グにより絶縁膜３５上にアルミニウム層３９を形成して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の半導
体装置製造におけるリソグラフィー工程ではコンタクト
ホールの一辺の最小加工寸法をラインパターンの幅の最
小加工寸法ほど微細化できず、これが集積度の向上を図
る上で問題となる。

【０００７】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであって、コンタクトホールの一辺の最小加工寸
法をラインパターンの幅の最小加工寸法と同等レベルと
することができ、よって集積度を向上できることを目的
とする。

【０００８】又、本発明はバイアススパッタやタングス
テンシリサイドの埋め込み技術などを使用せずに、容易
に金属配線のステップカバレッジを向上できることを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、素子部又は配線等の下地コンタクト材料上方
の絶縁膜を下地コンタクト材料までエッチングすること
により下地コンタクト材料と絶縁膜上に形成される金属
配線とを接続するためのコンタクトホールを形成するよ
うにした半導体装置の製造方法において、絶縁膜上にレ
ジストを塗布した後、レジストに、ホール形成位置を含
みかつ金属配線の形成方向又は形成方向と直交する方向
に延びるラインパターンを開口し、このレジストをマス
クとして絶縁膜をその厚さ方向の中間部までエッチング
して薄肉部を形成する第１の工程と、前記薄肉部を含む
ように絶縁膜上にレジストを塗布した後、レジストに、
ホール形成位置を含みかつ前記第１の工程におけるライ
ンパターンの開口方向と直交する方向に延びるラインパ
ターンを開口し、このレジストをマスクとして絶縁膜を
前記薄肉部の厚さ分だけエッチングすることによりホー
ル形成位置にコンタクトホールを形成する第２の工程と
を含んで構成した。

【００１０】

【作用】従って、コンタクトホールの一辺の最小加工寸
法がラインパターンの幅の最小加工寸法となるため、半
導体装置の集積度を向上することが可能となる。

【００１１】又、コンタクトホールの周縁に薄肉部が形
成されるので、バイアススパッタやタングステンシリサ
イドの埋め込み技術などを使用しなくても、金属配線の
ステップカバレッジを容易に向上することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に従って説明する。図１は一実施例の製造工程を示
している。図１（ａ）に示すように、半導体基板１には
下地コンタクト材料としての素子部２（例えば、ＭＯＳ
トランジスタのソース領域又はドレイン領域）が形成さ
れ、半導体基板１上には絶縁膜３が形成されている。ま
ず、絶縁膜３上にレジスト４を塗布した後、素子部２上
のホール形成位置を含みかつ金属配線としてのアルミニ
ウム配線５（二点鎖線で示す）の形成方向に延びるライ
ンパターン６（図２参照）を、レジスト４に開口する。
続いて、図１（ｂ）に示すように、レジスト４をマスク
として絶縁膜３を厚さｈの半分（ｈ／２）までエッチン
グすることにより薄肉部７を形成し、レジスト４を除去
する。

【００１３】次に、図１（ｃ）に示すように、薄肉部７
を含むように絶縁膜３上にレジスト８を塗布した後、素
子部２上のホール形成位置を含みかつ前記ラインパター
ン６（図２参照）の開口方向と直交する方向に延びるラ
インパターン９（図３参照）を、レジスト８に開口す
る。続いて、図１（ｄ）に示すように、レジスト８をマ
スクとして絶縁膜３を前記薄肉部７の厚さｈ／２だけエ
ッチングすることにより素子部２に達するコンタクトホ
ール１０を形成し、レジスト８を除去する。尚、レジス
ト８をマスクとするエッチングにより、図４に示すよう
に厚さｈ／２の薄肉部１１も形成される。

【００１４】そして、図１（ｅ）に示すように絶縁膜３
上に従来公知のスパッタリングによりアルミニウム層１
２を形成した後、同アルミニウム層１２をラインパター
ンを形成したレジスト（図示しない）をマスクとしてエ
ッチングすることより図２に二点鎖線で示すアルミニウ
ム配線５が形成される。

【００１５】このように、本実施例ではラインパターン
６，９の加工寸法（幅）が、そのままコンタクトホール
１０の加工寸法（一辺の長さ）となる。従って、ライン
パターン６，９を最小加工寸法とすることによりコンタ
クトホール１０の最小加工寸法をラインパターン６，９
と同等レベルとすることができ、よって半導体装置の集
積度を向上することができる。

【００１６】又、アルミニウム配線５のステップカバレ
ッジはコンタクトホールを囲む絶縁膜の厚さが薄いほど
向上されるのであるが、本実施例ではコンタクトホール
１０の周縁に絶縁膜３の厚さｈの半分の厚さｈ／２の薄
肉部７，１１が形成されるので、従来のバイアススパッ
タやタングステンシリサイドの埋め込み技術などを使用
せずに、容易にアルミニウム配線５のステップカバレッ
ジを向上することができる。

【００１７】尚、本実施例ではアルミニウム配線５（金
属配線）の形成方向に延びるラインパターン６を開口し
たレジスト４をマスクとして薄肉部７を形成するエッチ
ング工程の後に、ラインパターン６に直交するラインパ
ターン９を開口したレジスト８をマスクとしたエッチン
グ工程を行うことによりコンタクトホール１０を形成す
るようにしたが、この２工程の順序を入れ換えてもよ
い。

【００１８】又、本実施例ではラインパターン６を開口
したレジスト４をマスクとして薄肉部７を形成するエッ
チング工程と、ラインパターン６に直交するラインパタ
ーン９を開口したレジスト８をマスクとしたエッチング
工程との２工程によりコンタクトホール１０を形成する
ようにしたが、この２工程間に別のエッチング工程を加
えてもよい。例えば図１（ｃ）に示すように薄肉部７を
形成した後、図５に示すようにラインパターン６と同方
向に延びかつラインパターン６よりも短いラインパター
ンを開口したレジストをマスクとしたエッチングを薄肉
部７に行うことにより第２の薄肉部１３を形成する。そ
して、ラインパターン６に直交するラインパターン９を
開口したレジスト８をマスクとしたエッチングによりコ
ンタクトホール１０を形成する。このようにすれば、コ
ンタクトホール１０の周縁に薄肉部７よりも薄い第２の
薄肉部１３が形成されるので、アルミニウム配線５のス
テップカバレッジをより向上することができる。

【００１９】又、本実施例では下地コンタクト材料を素
子部２としたが、下層配線を下地コンタクト材料とした
コンタクトホールの形成に実施してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
ンタクトホールの一辺の最小加工寸法をラインパターン
の幅の最小加工寸法と同等レベルとすることができ、半
導体装置の集積度を向上できるとともに、バイアススパ
ッタやタングステンシリサイドの埋め込み技術などを使
用せずに、容易に金属配線のステップカバレッジを向上
できる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｅ）は一実施例の製造工程を示す各
断面図である。

【図２】図１（ｂ）の平面図である。

【図３】図１（ｄ）の平面図である。

【図４】図１（ｄ）の斜視図である。

【図５】別の実施例を示す断面図である。

【図６】半導体装置の露光における最小加工寸法と解像
度との関係を示す図である。

【図７】従来の配線及びコンタクトホールを示す平面図
である。

【図８】従来の配線工程を示す断面図である。

【図９】従来の配線工程を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 下地コンタクト材料としての素子部 ３ 絶縁膜 ４，８ レジスト ５ 金属配線 ６，９ ラインパターン ７ 薄肉部 １０ コンタクトホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素子部又は配線等の下地コンタクト材料
   （２）上方の絶縁膜（３）を下地コンタクト材料（２）
   までエッチングすることにより下地コンタクト材料
   （２）と絶縁膜（３）上に形成される金属配線（５）と
   を接続するためのコンタクトホール（１０）を形成する
   ようにした半導体装置の製造方法において、 絶縁膜（３）上にレジスト（４）を塗布した後、レジス
   ト（４）に、ホール形成位置を含みかつ金属配線（５）
   の形成方向又は形成方向と直交する方向に延びるライン
   パターン（６）を開口し、このレジスト（４）をマスク
   として絶縁膜（３）をその厚さ方向の中間部までエッチ
   ングして薄肉部（７）を形成する第１の工程と、 前記薄肉部（７）を含むように絶縁膜（３）上にレジス
   ト（８）を塗布した後、レジスト（８）に、ホール形成
   位置を含みかつ前記第１の工程におけるラインパターン
   （６）の開口方向と直交する方向に延びるラインパター
   ン（９）を開口し、このレジスト（８）をマスクとして
   絶縁膜（３）を前記薄肉部（７）の厚さ分だけエッチン
   グすることによりホール形成位置にコンタクトホール
   （１０）を形成する第２の工程とを含むことを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。