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JPH0334856B2 - - Google Patents
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JPH0334856B2 - - Google Patents

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JPH0334856B2
JPH0334856B2 JP10566785A JP10566785A JPH0334856B2 JP H0334856 B2 JPH0334856 B2 JP H0334856B2 JP 10566785 A JP10566785 A JP 10566785A JP 10566785 A JP10566785 A JP 10566785A JP H0334856 B2 JPH0334856 B2 JP H0334856B2
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wiring layer
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conductive
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般に2つの導電層例えば半導体基板表面に形
成された不純物領域とAl層とがコンタクト孔を
介して接続される場合、第4図に示されるように
不純物領域2上にコンタクト孔4が開口され、こ
のコンタクト孔4上にコンタクト孔4の幅cにあ
る余裕幅lを持つた配線層51が形成されてい
る。この余裕幅lは通常リソグラフイによつてコ
ンタクト孔4に合わせて配線層51のパターンを
形成する際の合わせずれを考慮して設けられてい
る。
Generally, when two conductive layers, for example, an impurity region formed on the surface of a semiconductor substrate and an Al layer, are connected through a contact hole, a contact hole 4 is opened above the impurity region 2 as shown in FIG. A wiring layer 51 having a margin l equal to the width c of the contact hole 4 is formed over the contact hole 4 . This margin l is usually provided in consideration of misalignment when forming the pattern of the wiring layer 51 to match the contact hole 4 by lithography.

このため配線層51の幅はコンタクトの周囲で
はc+2lとなり、コンタクトの周囲以外での幅L
に比べて通常大きくなる。この結果配線層51に
隣接して他の配線層52,53を形成する場合、
コンタクトの周囲では周囲以外に比べて配線密度
が低下する。このため、コンタクト孔4の周囲に
おいて配線層51が余裕幅lを持たせると半導体
装置における配線層の密度を低下させ、半導体装
置の集積度向上の妨げとなる。
Therefore, the width of the wiring layer 51 is c + 2l around the contact, and the width L outside the area around the contact.
Usually larger than . As a result, when forming other wiring layers 52 and 53 adjacent to the wiring layer 51,
The wiring density is lower around the contact than in areas other than the surrounding area. For this reason, if the wiring layer 51 has a margin l around the contact hole 4, the density of the wiring layer in the semiconductor device will be reduced, and this will hinder the improvement of the degree of integration of the semiconductor device.

上記問題を解決するために従来の半導体装置に
おいて余裕幅lを取らずに配線層51を形成する
と、第5図に示されるように配線層51と隣接す
る他の配線層52,53との間はそれぞれスペー
スSとなり、配線層の密度が向上する。
In order to solve the above problem, if the wiring layer 51 is formed without taking the margin l in the conventional semiconductor device, as shown in FIG. each becomes a space S, and the density of the wiring layer is improved.

しかしこの場合、通常のリソグラフイ工程でし
ばしば起こるようにコンタクト孔4と配線層51
のパターンとの合わせずれが生じた場合、第6図
に示されるように配線層51,52,53のパタ
ーンに従つて形成されたレジスト71,72,7
3に覆われている部分以外の配線層がエツチング
除去される際にコンタクト孔4底面の不純物領域
2もエツチングされ、不純物領域2が破壊される
恐れがある。またこの場合、配線層51がコンタ
クト孔4底面を完全には覆つていないため、コン
タクト孔4底面における配線層51の電流密度が
増加し、エレクトロ・マイグレーシヨンによる抵
抗増大あるいは断線不良を生じ易いという問題を
有する。
However, in this case, the contact hole 4 and the wiring layer 51 are
If misalignment occurs with the pattern of the resists 71, 72, 7 formed according to the patterns of the wiring layers 51, 52, 53 as shown in FIG.
When the wiring layer other than the portion covered by 3 is etched away, the impurity region 2 at the bottom of the contact hole 4 is also etched, and there is a risk that the impurity region 2 may be destroyed. Furthermore, in this case, since the wiring layer 51 does not completely cover the bottom surface of the contact hole 4, the current density of the wiring layer 51 at the bottom surface of the contact hole 4 increases, which tends to cause increased resistance or disconnection defects due to electromigration. There is a problem.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
配線不良や信頼性の低下を招くことなく配線密度
を上げ、集積度を向上させる半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention was made in consideration of the above circumstances, and
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that increases wiring density and improves the degree of integration without causing wiring defects or deteriorating reliability.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため本発明による半導体装
置の製造方法は、第1の導電層上に絶縁層を形成
する工程と、前記絶縁層の所定領域にコンタクト
孔を開孔し、前記第1の導電層を露出させる工程
と、全面に導電性材料を堆積し導電性材料膜を形
成する工程と、全面にブロツク材料膜を形成する
工程と、前記ブロツク材料膜にエツチングを行
い、前記コンタクト孔にのみ前記ブロツク材料を
残存させて第1のブロツク材を形成する工程と、
全面にレジストを塗布し、レジスト膜を形成する
工程と、前記レジスト膜にパターニングを行い、
形成すべき第2の導電層のパターンに対応した第
2のブロツク材を形成する工程と、前記第1及び
第2のブロツク材をエツチストツパーとして前記
導電性材料膜にパターニングを行い、前記第2の
導電層を形成する工程と、前記第2のブロツク材
を除去する工程とを備えたことを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of: forming an insulating layer on a first conductive layer; forming a contact hole in a predetermined region of the insulating layer; A step of exposing the layer, a step of depositing a conductive material on the entire surface to form a conductive material film, a step of forming a blocking material film on the entire surface, etching the blocking material film, and etching only the contact hole. forming a first block material by leaving the block material;
A step of applying resist to the entire surface to form a resist film, and patterning the resist film,
forming a second block material corresponding to the pattern of the second conductive layer to be formed; patterning the conductive material film using the first and second block materials as etch stoppers; The method is characterized by comprising a step of forming a conductive layer and a step of removing the second blocking material.

これにより第2の導電層がコンタクト孔底面を
完全に覆うと共に、第2の導電層がコンタクト孔
との合わせずれを見込んだ余裕幅を持つ必要がな
いようにしたものである。
As a result, the second conductive layer completely covers the bottom surface of the contact hole, and there is no need for the second conductive layer to have an allowance for misalignment with the contact hole.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例による半導体装置の平面およ
び断面を第1図aおよび第1図bに示す。半導体
基板1表面に不純物領域2が形成されている。ま
た半導体基板1上に絶縁層3が形成され、不純物
領域2上の所定の場所にコンタクト孔4が開口さ
れている。このコンタクト孔4内側表面および絶
縁層3上に例えばAl層から成る配線層51が形
成されている。このとき絶縁層3上に形成された
配線層51の幅はコンタクト孔4の幅と等しい。
そして配線層51上のコンタクト孔内にブロツク
材61が埋め込まれている。
A plan view and a cross section of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention are shown in FIGS. 1a and 1b. An impurity region 2 is formed on the surface of a semiconductor substrate 1 . Further, an insulating layer 3 is formed on the semiconductor substrate 1 , and a contact hole 4 is opened at a predetermined location on the impurity region 2 . A wiring layer 51 made of, for example, an Al layer is formed on the inner surface of the contact hole 4 and on the insulating layer 3. At this time, the width of the wiring layer 51 formed on the insulating layer 3 is equal to the width of the contact hole 4.
A block material 61 is embedded in the contact hole on the wiring layer 51.

このように本発明の製造方法を用いて得られた
半導体装置は、配線層51と不純物領域2とはコ
ンタクト孔4底面の全面において接続しているた
め、配線層51はコンタクト孔4との合わせずれ
を見込んだ余裕幅を持つことなくコンタクト孔4
の幅と等しい幅を取つても断線不良等の発生する
危険はない。
In the semiconductor device obtained using the manufacturing method of the present invention, the wiring layer 51 and the impurity region 2 are connected to each other on the entire bottom surface of the contact hole 4, so that the wiring layer 51 is not aligned with the contact hole 4. contact hole 4 without having a margin that takes into account misalignment.
Even if the width is set equal to the width of the wire, there is no risk of disconnection or other defects.

なお、ここでは第1の導電層として半導体基板
1表面の不純物領域2と、第2の導電層として
Al層から成る配線層51を例にとつたが、この
例に限らず、例えば半導体基板表面の不純物領域
と多結晶シリコン層、多結晶シリコン層と多結晶
シリコン層、多結晶シリコン層とAl層、Al層と
Al層など2つの導電層がコンタクト孔を介して
接続してもよい。
Note that here, the impurity region 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 is used as the first conductive layer, and the impurity region 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 is used as the second conductive layer.
Although the wiring layer 51 made of an Al layer is taken as an example, the examples are not limited to this, and include, for example, an impurity region on the surface of a semiconductor substrate and a polycrystalline silicon layer, a polycrystalline silicon layer and a polycrystalline silicon layer, a polycrystalline silicon layer and an Al layer. , Al layer and
Two conductive layers such as an Al layer may be connected through a contact hole.

またブロツク材61は除去してもよいが、半導
体装置に悪影響を与えない限り残存させておく方
がコンタクト部が平坦化されて都合が良い。
Although the blocking material 61 may be removed, it is more convenient to leave it as long as it does not adversely affect the semiconductor device, since the contact portion will be flattened.

本発明の製造方法により製造された他の例とし
ての半導体装置の平面図を第2図に示す。上記実
施例においては配線層51の幅はコンタクト孔4
の幅と等しいとして、コンタクト孔4との合わせ
ずれを見込んだ余裕幅lを零としたが、本実施例
においては配線層51の幅はコンタクト孔4の幅
より小さくなつている。
FIG. 2 shows a plan view of another example of a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention. In the above embodiment, the width of the wiring layer 51 is equal to the width of the contact hole 4.
The width of the wiring layer 51 is set to be equal to the width of the contact hole 4, and the margin width l that takes into account misalignment with the contact hole 4 is set to zero. However, in this embodiment, the width of the wiring layer 51 is smaller than the width of the contact hole 4.

このように本発明の製造方法により製造された
半導体装置では、コンタクト孔4が幅の広い大き
な面積である場合も、配線層51の幅はコンタク
ト孔4の幅より小さくすることができ、それによ
つて隣接する他の配線層52,53との間隔もそ
れぞれ必要最小限のスペースSをとることができ
る。
In the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention, even if the contact hole 4 is wide and has a large area, the width of the wiring layer 51 can be made smaller than the width of the contact hole 4. Therefore, the necessary minimum space S can be taken between each of the adjacent wiring layers 52 and 53.

次に本発明の一実施例による半導体装置の製造
方法を第3図を用いて説明する。半導体基板1表
面に不純物を添加して不純物領域2を形成する。
また半導体基板1上に絶縁層3を形成し、不純物
領域2上の所定の場所にコンタクト孔4を開口す
る。全面にAl層50を蒸着し、次にネガレジス
ト60を塗布し、その表面を平坦化する(第3図
a)。このネガレジスト60をRIE(Rea−ctive
Ion Etching)によつてエツチング除去し、コン
タクト孔4内のみにネガレジスト61を残存させ
る。そしてこのネガレジスト61を感光させる
(第3図b)。再度全面にレジストを塗布し、リソ
グラフイによつて配線層のパターンに対応するレ
ジスト71,72,73を残存させる。このレジ
スト71,72,73およびコンタクト孔4内の
ネガレジスト61をブロツク材としてエツチング
によりAl層を配線層51にパターニングする。
このとき配線層51の幅はコンタクト孔4の幅と
等しく取つてあり、配線層51のパターンとコン
タクト孔4とに合わせずれが生じても、ネガレジ
スト61によつてコンタクト孔4内の配線層51
はエツチング除去されることはない(第3図c)。
次にレジスト71,72,73を除去する(第3
図d)。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Impurities are added to the surface of semiconductor substrate 1 to form impurity region 2 .
Further, an insulating layer 3 is formed on the semiconductor substrate 1, and a contact hole 4 is opened at a predetermined location on the impurity region 2. An Al layer 50 is deposited on the entire surface, and then a negative resist 60 is applied to flatten the surface (FIG. 3a). This negative resist 60 is applied to RIE (Rea-ctive).
The negative resist 61 is removed by ion etching, leaving the negative resist 61 only in the contact hole 4. This negative resist 61 is then exposed to light (FIG. 3b). Resist is again applied to the entire surface, and resists 71, 72, 73 corresponding to the pattern of the wiring layer remain by lithography. Using the resists 71, 72, 73 and the negative resist 61 in the contact hole 4 as blocking materials, the Al layer is patterned into the wiring layer 51 by etching.
At this time, the width of the wiring layer 51 is set equal to the width of the contact hole 4, and even if there is misalignment between the pattern of the wiring layer 51 and the contact hole 4, the negative resist 61 protects the wiring layer inside the contact hole 4. 51
are not etched away (Figure 3c).
Next, remove the resists 71, 72, 73 (third
Figure d).

このように本実施例によれば、配線層51のパ
ターンがコンタクト孔4とずれを生じても、配線
層51と不純物領域2とはコンタクト孔4底面の
全面において接続しているため、配線層51はコ
ンタクト孔4との合わせずれを見込んだ余裕幅を
持つことなく、コンタクト孔4の幅を越えない幅
を取ることができる。
As described above, according to this embodiment, even if the pattern of the wiring layer 51 is misaligned with the contact hole 4, the wiring layer 51 and the impurity region 2 are connected over the entire bottom surface of the contact hole 4, so that the wiring layer 51 can have a width that does not exceed the width of the contact hole 4 without having an allowance for misalignment with the contact hole 4.

本実施例において第1の導電層として半導体基
板1表面の不純物領域2を、第2の導電層として
Al層から成る配線層を例にとつたが、この例に
限らず例えば半導体基板表面の不純物領域と多結
晶シリコン層、多結晶シリコン層と多結晶シリコ
ン層、多結晶シリコン層とAl層、Al層とAl層な
ど2つの導電層がコンタクト孔を介して接続され
る場合に本発明を適用することができる。
In this embodiment, the impurity region 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 is used as the first conductive layer, and the impurity region 2 is used as the second conductive layer.
Although we have taken as an example a wiring layer consisting of an Al layer, the examples are not limited to this example. The present invention can be applied to the case where two conductive layers such as an Al layer and an Al layer are connected through a contact hole.

また本実施例においてコンタクト孔4内配線層
51がエツチング除去されないためのブロツク材
として感光したネガレジスト61を例にとつた
が、第1に表面が平坦化され、エツチングにより
コンタクト孔4内のみに残存すること、第2にレ
ジスト71,72,73の現像液に対して耐性を
有すること、第3に第2の導電層のエツチングに
対して耐性を有し、ブロツク材として働くことの
要件が備わつた材料であれば、何でもよい。例え
ばポリイミド樹脂等の樹脂材料やスピンコートガ
ラス等のガラス材料を用いることができる。また
このブロツク材は半導体装置に悪影響を与えない
限り除去する必要はなく、かえつてコンタクト部
が平坦化されて都合が良い。
Further, in this embodiment, a photosensitive negative resist 61 is used as a blocking material to prevent the wiring layer 51 inside the contact hole 4 from being removed by etching. secondly, it must be resistant to the developer of the resists 71, 72, 73, and thirdly, it must be resistant to etching of the second conductive layer, and function as a blocking material. Any material is fine as long as it is available. For example, a resin material such as polyimide resin or a glass material such as spin-coated glass can be used. Further, this blocking material does not need to be removed unless it adversely affects the semiconductor device, and the contact portion is more conveniently flattened.

さらに本実施例においてネガレジスト60をエ
ツチング除去してコンタクト孔4内のみにネガレ
ジスト61を残存させるのにRIEを用いたが、こ
れはCDE(Chemical Dry Etching)でも、WE
(Wet Etching)でもよく、要するに平坦化され
た表面から均一にエツチングが進み、コンタクト
孔内のみエツチング未了になるようなエツチング
方法であればよい。
Furthermore, in this embodiment, RIE was used to remove the negative resist 60 by etching and leave the negative resist 61 only in the contact hole 4, but this is also possible with CDE (Chemical Dry Etching).
(Wet Etching) may also be used, and in short, any etching method may be used as long as the etching progresses uniformly from the flattened surface and only the inside of the contact hole is left unetched.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り本発明によれば、配線不良や信頼性
の低下を招くことなく、配線密度の向上がはか
れ、半導体装置の集積度の向上に資することがで
きる。
As described above, according to the present invention, wiring density can be improved without causing wiring defects or deterioration of reliability, and it can contribute to improving the degree of integration of semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a,bは本発明の製造方法により製造さ
れた一例としての半導体装置の平面図および断面
図、第2図は本発明の製造方法により製造された
他の例としての半導体装置の平面図、第3図は本
発明の一実施例による半導体装置の製造方法を示
す工程図、第4図、第5図および第6図は従来の
半導体装置を示す図である。 1……半導体基板、2……不純物領域、3……
絶縁層、4……コンタクト孔、50,51,5
2,53……配線層、60,61,71,72,
73……レジスト。
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a semiconductor device as an example manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of another example of a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention. 3 are process diagrams showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams showing conventional semiconductor devices. 1... Semiconductor substrate, 2... Impurity region, 3...
Insulating layer, 4...Contact hole, 50, 51, 5
2, 53... wiring layer, 60, 61, 71, 72,
73...Resist.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1の導電層上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層の所定領域にコンタクト孔を開孔
し、前記第1の導電層を露出させる工程と、 全面に導電性材料を堆積し導電性材料膜を形成
する工程と、 全面にブロツク材料膜を形成する工程と、 前記ブロツク材料膜にエツチングを行い、前記
コンタクト孔内部にのみ前記ブロツク材料を残存
させて第1のブロツク材を形成する工程と、 全面にレジストを塗布し、レジスト膜を形成す
る工程と、 前記レジスト膜にパターニングを行い、形成す
べき第2の導電層のパターンに対応した第2のブ
ロツク材を形成する工程と、 前記第1及び第2のブロツク材をエツチストツ
パーとして前記導電性材料膜にパターニングを行
い、前記第2の導電層を形成する工程と、 前記第2のブロツク材を除去する工程とを備え
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A step of forming an insulating layer on a first conductive layer; A step of opening a contact hole in a predetermined region of the insulating layer to expose the first conductive layer; A step of depositing a conductive material to form a conductive material film, a step of forming a blocking material film on the entire surface, and etching the blocking material film so that the blocking material remains only inside the contact hole. A step of forming a first block material, a step of applying resist to the entire surface to form a resist film, and a step of patterning the resist film to form a second block material corresponding to the pattern of the second conductive layer to be formed. patterning the conductive material film using the first and second block materials as etch stops to form the second conductive layer; and removing the second block material. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
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