JPH0969479A

JPH0969479A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0969479A
Application number: JP22432695A
Authority: JP
Inventors: Junji Sato; 淳史佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【構成】段差にまたがって形成される半導体装置の構成
要素（例えば配線要素）をフォトリソグラフィー法によ
り形成する際の反射防止膜として、膜厚を制御した有機
ＳＯＧやＳｉＯ₂を用いる。【効果】フォトリソグラフィー法に用いられるｉ線など
の露光光が、本発明の反射防止膜の効果でフォトレジス
ト内部でハレーションを起こさないため、フォトレジス
トパターンの変形や寸法ばらつきが抑制され、その結果
線幅の一定な構成要素（配線要素）を得ることが出来
た。特に構成要素が金属配線要素の場合にはマイグレー
ション試験による寿命が従来に比べ約２倍に延びた。

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
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造方法において、半導体
装置の構成要素パターンをある構成層を元にパターニン
グする方法としては、該構成層直上に感光性レジストの
塗布を行い、所望のマスクパターンを通してｉ線等の露
光光を照射して該感光性レジストの一部を軟化させ、そ
の軟化した部分を化学除去して、該構成層の露出した部
分をエッチング除去する方法が一般的に用いられてい
る。

【０００３】半導体装置の集積化に伴って、前記マスク
パターンのデザインルールも微細化しており、平面方向
加工寸法として０．１μｍ以下の精度が要求されること
も珍しくなくなった。該平面方向加工寸法は半導体装置
の垂直方向加工寸法とほぼ同程度の長さになり、更に、
あるパターンと別のパターンとの間隔寸法も微細化の一
途を辿っている。また、特に高度に集積化した半導体装
置においては構成層の多層化に伴い、前記フォトリソグ
ラフィー法を何度も繰り返すうちに、該構成要素を多数
含む部分（以下多層部分）と、少数含む部分または全く
含まない部分（以下少層部分）とが近接して混在するよ
うになる。該多層部分と該少層部分とにまたがって次構
成要素を形成しようとする場合、その二部分間には段差
が生じてしまう。

【０００４】段差としては、前記多層部分と前記少層部
分との前記段差と比較して軽微であるＬＯＣＯＳ段差に
ついてのものであるが、後に示すこの段差における問題
を解決するために特開昭５８−０５７７４９ではフィー
ルド酸化膜上のゲート開口部を近接する配線方向に拡大
することにより、配線形成時の露光光反射を防止して、
細りを抑制している。また、特開昭６３−１３３５３３
は、予想される細りの分、あらかじめマスク寸法を場所
により太らせておいて線幅が均一なパターンを得ようと
するものである。特開平１−１２５９７６および特開平
６−１２４９４３では、下地となる層の段差を減らし、
配線パターニング時の露光光のハレーションを防止し、
線幅の均一なパターンを得ている。該段差を減らす方法
として、前者は下地の熱酸化膜の形成方法に工夫してお
り、後者はＳＯＧによる下地の平坦化をフォトリソグラ
フィー法を施した後に行っている。

【０００５】段差には着目せず、ただ単に材質や膜厚を
限定した公知例もある。特開昭６３−３１６０５３では
反射防止膜としてのＴｉＮのみに着目してこの応用とし
て様々な構成層材料を用いる際の膜厚を限定している
し、特開昭６３−７９３２２では工程が２工程と多いが
反射防止膜を２層にすることによって反射防止効果を得
ている。特開平５−３４３３１５は、新規技術として実
用化されているレジスト上に水溶性膜を形成して反射防
止膜とするもののうち水溶性膜として水を選んだユニー
クなものである。また、特開平５−２９９３３８ではプ
ラズマ窒化膜にのみ着目し研究して屈折率を限定してい
るが、これらは下地段差への配慮はない。特公平１−４
５７３８においても熱酸化膜への窓孔形成について詳細
に述べられており、よい特許となっているが、やはり下
地の段差には着目しておらず、安定的なパターン寸法は
段差の上下では得られないと考えられる。

【０００６】さらには、段差は段差でも全く異なる種類
の段差に着目した公知例もある。特開平６−１４０３１
９では平坦な構成層の上に設けた光透過層の存在部分と
非存在部分とで段差が生じた場合に、更にその上に別な
光透過層を設けて更にその上のフォトレジストのパター
ン寸法の精度を向上させようというものである。この公
知例でも構成層の下地の段差については着目していない
ようである。

【０００７】また別の従来技術として、前記平面方向加
工寸法の微細化に伴って、パーティクルによる半導体装
置の歩留まりの低下の問題が顕在化してきた。等粒径、
等密度のパーティクルであっても、疎なパターン上に比
べ微細化されたパターン上に於いては、実質上、パーテ
ィクルが増加したことと同じことになるからである。特
に前記反射防止膜形成工程におけるパーティクルは数も
多く、最も大きな問題の一つとして取り上げられる。以
下に該反射防止膜がなぜ用いられるかについて述べる。
前記次構成層として特に配線構成層を形成する場合、該
配線構成層は反射率が高い場合が多く、該配線構成層直
上に前記感光性レジストを形成した場合を仮定すると、
該感光性レジストに入射した前記露光光は、定在波効果
により該配線構成層と該感光性レジストの上界面との間
で多重反射を繰り返すため、該感光性レジストはいわゆ
る露光オーバーとなってしまう。これは前記マスクパタ
ーンの形状により、複雑な反射となるため予測や補正は
ほとんど不可能である。そこで一般に、該配線構成層直
上に該感光性レジストを形成する以前に反射防止膜を設
け、該露光光の多重反射を防ぐ方法が用いられている。
これが、反射防止膜を形成せざるを得ない理由である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したような前記多
層部分と前記少層部分との総膜厚の差が大きな段差とな
り、次構成要素を形成する際にこの段差が原因となって
次の様な問題を生じている。

【０００９】次構成層を元にパターニングして得られる
該次構成要素が配線要素として作成される場合の、該配
線要素の信頼性の低下である。これは前記段差にまたが
って該配線要素が作成される場合に段差の上下で線幅に
違いを生じることに起因する。さらにこれは、前記感光
性レジストを用いてフォトリソグラフィー法を用いる際
の、段差の上下での露光光の入射状態の違いに起因す
る。前記露光光が前記感光性レジスト内で複雑な反射お
よび屈折を繰り返すため、前記多層部分上の感光性レジ
スト部分と前記少層部分上の感光性レジスト部分とで
は、下地となる該多層部分と該少層部分との段差によ
り、露光光による被露光程度の違いを生じる。前記次構
成層を該多層部分と該少層部分にまたがった次構成要素
となるようにパターニングする場合、この露光光による
被露光程度の違いがパターン形状の違いとなって現れ
る。つまり、該入射状態の違いはパターニングしようと
する該次構成層の存在する位置が露光光の入射方向に分
布することに起因し、前記感光性レジストの被露光程度
の、パターンによるばらつきを招く。このばらつきによ
り、該感光性レジストの被現像境界の違いが生じ、該次
構成層を元にパターニングされた該次構成要素のパター
ンの細りという結果を招く。該次構成要素のなかでも、
特に比較的高抵抗の配線要素を用いた場合には配線要素
線幅の細りは大きな問題となる。半導体装置の駆動時に
は、線幅の細い部分では太い部分と比較して抵抗が集中
するため局所的に発熱する部分を生じてしまい、長期的
には断線してしまう可能性もある。これが先に述べた信
頼性の低下という問題である。よって、このため配線要
素は一定幅で形成されることが望まれる。

【００１０】従来の技術においていくつか掲げた他発明
の例では、フォトリソグラフィー工程に於ける被パター
ニング次構成層の一部である反射防止膜については言及
していないが、反射防止膜が着目するべき要点となる。

【００１１】反射防止膜形成時のパーティクルの問題に
於いては、次のようなことが言える。前記反射防止膜は
前記配線構成層に引き続いて形成される金属膜あるいは
金属化合物膜である場合がほとんどであり、特に形成装
置内のパーティクルを増加させる材質となっていること
が多いということである。このパーティクルは前述の通
り半導体装置の歩留りを低下させる大きな原因となる。
そこで、反射防止膜の材質としては、その形成工程にお
いてパーティクルを発生させない材質か、もしくは、反
射防止膜としての役割の他に副次的な効果が得られる材
質が求められている。

【００１２】これらの問題を解決するために、本発明で
は段差にまたがって形成する次構成要素のパターニング
に非常に有用な反射防止膜を用いた。

【００１３】本発明は、フォトリソグラフィー工程を用
いる半導体装置の製造方法に於いて、パターンの正確な
形成に飛躍的効果をもたらすものであり、その目的とす
るところは、信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供
するところにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、次のことを特徴とする。

【００１５】少なくとも１つ以上の段差にまたがる半導
体装置構成要素をフォトリソグラフィー法を用いて形成
する半導体装置の製造方法に於いて、該段差の上側と下
側とで露光光の反射率が同様に減ずる通常は該露光光に
対して透明な材質を、該半導体装置構成要素の元となる
半導体装置構成層の反射防止膜として形成する工程を少
なくとも含み、かつ、その反射防止膜の膜厚が、該段差
の上側と下側とで異なることを特徴とする。

【００１６】その反射防止膜が、回転塗布ののち固体化
させることにより形成された材質からなる膜であること
を特徴とする。

【００１７】またはその反射防止膜が、成膜後に選択エ
ッチング法を用いてその一部を除去されることにより形
成された材質からなる膜であることを特徴とする。

【００１８】またはその反射防止膜が、成膜後にその一
部を研磨することにより形成された材質からなる膜であ
ることを特徴とする。

【００１９】上記の反射防止膜の膜厚が、該反射防止膜
内部での露光光の相互干渉により、定在波を打ち消す膜
厚であることを特徴とする。

【００２０】上記の反射防止膜の、前記段差の下側での
膜厚と上側での膜厚との差が、λを前記露光光の波長、
ｒを前記材質の屈折率として、λ／２ｒの整数倍となる
ことを特徴とする。

【００２１】また、膜厚のうちの薄い方の膜厚が、ｎを
正の整数、λを前記露光光の波長、ｒを前記材質の屈折
率として、（２ｎ−１）λ／４ｒであることを特徴とす
る。

【００２２】本発明の半導体装置の製造方法は、次のこ
とをも特徴とする。

【００２３】少なくとも１つ以上の段差にまたがる半導
体装置構成要素をフォトリソグラフィー法を用いて形成
する半導体装置の製造方法に於いて、該段差の上側と下
側とで露光光の反射率が同様に減ずる通常は該露光光に
対して透明な材質を、該半導体装置構成要素の元となる
半導体装置構成層の反射防止膜として形成する工程を少
なくとも含み、かつ、その反射防止膜の膜厚が、該段差
の上側と下側とで異ならないことを特徴とする。

【００２４】上記の反射防止膜の膜厚が、該反射防止膜
内部での露光光の相互干渉により、定在波を打ち消す膜
厚であることを特徴とする。

【００２５】上記の反射防止膜の膜厚が、ｎを正の整
数、λを前記露光光の波長、ｒを前記材質の屈折率とし
て、（２ｎ−１）λ／４ｒであることを特徴とする。

【００２６】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例を、図１の本発明に於ける
半導体装置の工程図に従って説明する。

【００２７】図１（ａ）は、Ｓｉ基板１００上にトラン
ジスタ領域のウェル形成等を行い、ＬＯＣＯＳ酸化によ
り素子分離構造１０１を形成し、ＬＯＣＯＳ段差の上側
にｐｏｌｙ−Ｓｉで下層電極１０２を配し、絶縁膜１０
３としてＰＳＧ絶縁膜を形成した状態を示す図である。
ここでは、素子分離の方法や下層電極としてｐｏｌｙ−
Ｓｉを使用するかどうか、あるいは絶縁膜１０３にＰＳ
Ｇ以外の材質を用いるか等は重要ではない。次構成層を
積層する際にこの断面図に見られる様な段差が生じると
いう点が重要である。

【００２８】また、本実施例に於いては説明の簡便のた
めに主としてＬＯＣＯＳにより形成された段差について
説明しているが、本発明は半導体装置の製造工程で発生
する全ての構成層段差に於いて有効な方法である。

【００２９】図１（ｂ）は、次構成層１０４としてＷＳ
ｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ、ＣｏＳｉ、ＮｉＳｉ、ＰｔＳ
ｉ等の材質の金属配線構成層を積層した状態を示す図で
ある。本実施例に於いては次構成層１０４の材質として
ＭｏＳｉを用いた。次構成層１０４の材質としてはこの
他に、ＡｌまたはＡｌを含む化合物、またはｐｏｌｙ−
Ｓｉなど、表面の反射率の高い材質であっても全て使用
可能である。さて、この金属配線構成層上に感光性フォ
トレジストを塗布してリソグラフィーを行うわけである
が、その前に本実施例では反射防止膜として有機ＳＯＧ
を積層した。この有機ＳＯＧの屈折率ｒは１．３９、フ
ォトリソグラフィーに用いる露光光としてはｉ線（波長
λ＝３６５０Å）を用いるため、λ／４ｒ＝６５６．５
Åとなる。段差の上側ではこの膜厚となるように有機Ｓ
ＯＧを塗布する。また、この時前記下部電極の膜厚を所
望の段差が得られるように調整しているので、段差の下
側では有機ＳＯＧは１９６９．５Å（３λ／４ｒ）の膜
厚で塗布されている。面内に亘る有機ＳＯＧ膜厚の均一
性は誤差５０Å程度で確保されていた。段差の上側での
膜厚が薄くなると段差の下側での膜厚も同時に薄くなる
ため、段差の上下での膜厚の差はλ／２ｒとなってい
た。誤差は波長に換算してλ／４０ｒ程度であり、本発
明の主たる目的である、段差の上下で反射率が変わらな
い反射防止膜としての役割を充分果たせる程度の誤差で
ある。段差の上下で反射率が変わらない場合には、段差
上で丁度（２ｎ−１）λ／４ｒ（：ｎは正の整数）とな
るように膜厚を調節した場合に比べると露光光の反射防
止という点では多少劣るが、１チップ面積程度の範囲に
おいては均等な線幅の次構成要素が得られる。この場合
には露光光の位相を制御する方法として、全面に亘り均
一な膜厚を形成できる材質（例えばＳｉＯ₂など）を反
射防止膜上に積層してその反射防止効果を高める方法も
有効である。また、段差上で丁度（２ｎ−１）λ／４ｒ
（＝６５６．５Å；ｎ＝１のとき）の膜厚の反射防止膜
となるならば、露光光に対する反射防止効果が最大とな
り、感光性フォトレジストの正確な形状形成を実現する
ことができる。

【００３０】図１（ｃ）は、反射防止膜１０５としての
有機ＳＯＧ塗布後に、感光性フォトレジスト１０６を塗
布した状態を示す図である。本実施例では、感光性フォ
トレジスト１０６は１μｍ塗布した。また、本実施例で
用いた感光性フォトレジスト１０６の屈折率は１．６５
である。感光性フォトレジストの塗布膜厚や屈折率はこ
れに限らない。前工程で積層した有機ＳＯＧの膜厚を調
整したことが重要である。

【００３１】なお、この屈折率を選択した場合にｐ波偏
向のｉ線露光光を用いるとブルースタ角は４０．１度と
なるので、段差のスロープ部分をこの角度で形成してお
くと感光性フォトレジストから有機ＳＯＧに入射する露
光光は全て透過するので反射防止に望ましい。この場
合、ブルースタ角を越えると透過率は急激に低下するの
で、スロープはこの角度以上とならないことが望まし
い。これはｓ波成分を含む通常のｉ線についても同様の
ことが言える。

【００３２】本実施例では露光光としてｉ線を用いた
が、ｇ線（波長４３６０Å）など他の波長の露光光に対
しても本発明は有効である。例えばｇ線を用いた場合、
段差の上側での有機ＳＯＧ膜厚は７８４．２Å（λ／４
ｒ）であり，同段差の下側での同膜厚は２３５２．５
Å，面内に亘る均一性は約５０Å、一つの段差の上下で
の同膜厚差のλ／２ｒからのずれは約λ／６０ｒであっ
た。

【００３３】また、請求項中「段差にまたがる半導体装
置構成要素」とあるのは、平面方向で段差を垂直に横切
って該半導体装置構成要素が形成される場合に限らな
い。段差に平行に、段差の上下で独立して、同じ材質の
半導体装置構成層から半導体装置構成要素が形成される
場合や、平面方向である角度を持って段差を横切って半
導体装置構成要素が形成される場合にも本発明は有効で
ある。

【００３４】かかる方法により形成された配線要素上に
同様の方法を用いて、更に次の配線要素等を形成するこ
とも可能である。しかし、この場合には段差の種類が２
つ以上存在するため、全ての段差上下での反射防止膜の
膜厚を（２ｎ−１）λ／４ｒに合わせ込む必要がある。

【００３５】図１（ｄ）は、感光性フォトレジスト１０
６の露光後に感光性フォトレジスト１０６の軟化した部
分と反射防止膜１０５の一部を除去して、次構成層１０
４の露出部をエッチング除去した後に、感光性フォトレ
ジスト１０６の残りの部分および反射防止膜１０５の残
りの部分を取り去った状態を示す図である。このとき、
次構成層１０４はパターニングされて次構成要素１０７
となった。次構成要素１０７の一例としてのＭｏＳｉ配
線構成要素は段差にまたがって一定幅で形成された。反
射防止膜はその後の製造工程によっては除去する必要が
生じる場合があるが、通常は除去しなくてもよい。

【００３６】配線間には層間絶縁膜を積層し、コンタク
トホールあるいはヴィアホールなどを開けて、プラグと
他の金属層あるいは単なる金属層を用いた次々配線要素
あるいは取り出し電極（パッド）を形成し、保護膜を形
成して本実施例にかかわる半導体装置は完成した。本実
施例では配線構成層は全部で４層のみの積層であった
が、本発明を用いることにより５層以上の配線構成要素
の作り込みも可能である。本実施例では用いなかった
が、本実施例の有機ＳＯＧを用いる方法に併せてＣＭＰ
法などの研磨による平坦化技術を用いれば、段差の上下
差の制御性が増し、本発明の効果がよりいっそう顕著な
ものとなる。

【００３７】また、本実施例に於いては反射防止膜とし
て、回転塗布後の固体化により形成した有機ＳＯＧを用
いたが、その目的は段差の上下で反射防止膜の膜厚を制
御性良く形成しようというものであり、この目的が満足
されるならば、成膜後に選択エッチング法を用いて膜の
一部を取り去る方法や、成膜後に膜の一部を研磨する方
法なども有効であり、材質も他のものであってもよい。

【００３８】本実施例に従う反射防止膜を用いることに
より、半導体装置上に観察されるパーティクルは従前と
比較して３分の１にまで低減できた。また、製品として
いわゆる０．６μｍルールのメモリーを製作した場合に
はその歩留りは従前と比較して約２．１倍にまで向上し
た。

【００３９】（実施例２）本発明の別の実施例を、図２
の本発明に於ける半導体装置の工程図に従って説明す
る。

【００４０】図２（ａ）は、Ｓｉ基板２００上にトラン
ジスタ領域のウェル形成等を行い、ＬＯＣＯＳ酸化によ
り素子分離構造２０１を形成し、ＬＯＣＯＳ段差の上側
にｐｏｌｙ−Ｓｉで下層電極２０２を配し、絶縁膜２０
３としてＰＳＧ絶縁膜を形成した状態を示す図である。
ここでは、素子分離の方法や下層電極としてｐｏｌｙ−
Ｓｉを使用するかどうか、あるいは絶縁膜２０３にＰＳ
Ｇ以外の材質を用いるか等は重要ではない。次構成層を
積層する際にこの断面図に見られる様な段差が生じると
いう点が重要である。また、本実施例に於いては説明の
簡便のために主としてＬＯＣＯＳにより形成された段差
について説明しているが、本発明は半導体装置の製造工
程で発生する全ての構成層段差に於いて有効な方法であ
る。

【００４１】図２（ｂ）は、次構成層２０４としてＷＳ
ｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ、ＣｏＳｉ、ＮｉＳｉ、ＰｔＳ
ｉ等の材質の金属配線構成層を積層した状態を示す図で
ある。本実施例に於いては次構成層２０４の材質として
ＷＳｉを用いた。次構成層２０４の材質としてはこの他
に、ＡｌまたはＡｌを含む化合物、またはｐｏｌｙ−Ｓ
ｉなど、表面の反射率の高い材質であっても全て使用可
能である。さて、この金属配線構成層上に感光性フォト
レジストを塗布してリソグラフィーを行うわけである
が、その前に本実施例では反射防止膜としてＳｉＯ₂を
積層した。このＳｉＯ₂の屈折率ｒは１．４５、フォト
リソグラフィーに用いる露光光としてはｇ線（波長λ＝
４３６０Å）を用いるため、λ／４ｒ＝７５１．７Åと
なる。段差の上下でこの膜厚となるようにＳｉＯ₂を積
層する。面内に亘るＳｉＯ₂膜厚の均一性は誤差５０Å
程度で確保されていた。段差の上側での膜厚が薄くなる
と段差の下側での膜厚も同時に薄くなるため、積層膜厚
が変化しても段差の上下での膜厚の差はほとんどないま
ま一定である。段差の上下で反射率が変わらない場合に
は、段差の上下で丁度（２ｎ−１）λ／４ｒ（：ｎは正
の整数）となるように膜厚を調節した場合に比べると露
光光の反射防止という点では多少劣るが、１チップ面積
程度の範囲においては均等な線幅の次構成要素が得られ
る。また、段差の上下で丁度（２ｎ−１）λ／４ｒ（＝
７５１．７Å；ｎ＝１のとき）の膜厚の反射防止膜とな
るならば、露光光に対する反射防止効果が最大となり、
感光性フォトレジストの正確な形状形成を実現すること
ができる。

【００４２】図２（ｃ）は、反射防止膜２０５としての
ＳｉＯ₂積層後に、感光性フォトレジスト２０６を塗布
した状態を示す断面図である。本実施例では、感光性フ
ォトレジスト２０６は１μｍ塗布した。また、本実施例
で用いた感光性フォトレジスト２０６の屈折率は１．６
５である。感光性フォトレジストの塗布膜厚や屈折率は
これに限らない。前工程で積層したＳｉＯ₂の膜厚を調
整したことが重要である。

【００４３】なお、この屈折率を選択した場合にｐ波偏
向のｇ線露光光を用いるとブルースタ角は４１．３度と
なるので、段差のスロープ部分をこの角度で形成してお
くと感光性フォトレジストからＳｉＯ₂に入射する露光
光は全て透過するので反射防止に望ましい。この場合、
ブルースタ角を越えると透過率は急激に低下するので、
スロープはこの角度以上とならないことが望ましい。こ
れはｓ波成分を含む通常のｇ線についても同様のことが
言える。

【００４４】本実施例では露光光としてｇ線を用いた
が、ｉ線（波長３６５０Å）など他の波長の露光光に対
しても本発明は有効である。例えばｉ線を用いた場合、
段差の上下でＳｉＯ₂膜厚は６２９．３Å（λ／４ｒ）
であった。（３λ／４ｒの場合は同膜厚は１８８７．９
Åとなった。）また、面内に亘る均一性は約５０Å、で
あった。

【００４５】また、請求項中「段差にまたがる半導体装
置構成要素」とあるのは、段差に平行に、段差の上下で
独立して、同じ材質の半導体装置構成層から半導体装置
構成要素が形成される場合に限らない。段差を平面方向
で垂直に、あるいはある角度を持って横切って該半導体
装置構成要素が形成される場合にも本発明は有効であ
る。

【００４６】かかる方法により形成された配線要素上に
同様の方法を用いて、更に次の配線要素等を形成するこ
とも可能である。本実施例においては、反射防止膜２０
５の膜厚を（２ｎ−１）λ／４ｒの一定値に合わせ込ん
だ。

【００４７】図２（ｄ）は、感光性フォトレジスト２０
６の露光後に感光性フォトレジスト２０６の軟化した部
分と反射防止膜２０５の一部を除去して、次構成層２０
４の露出部をエッチング除去した後に、感光性フォトレ
ジスト２０６の残りの部分および反射防止膜２０５の残
りの部分を取り去った状態を示す図である。このとき、
次構成層２０４はパターニングされて次構成要素２０７
となった。次構成要素２０７の一例としてのＷＳｉ配線
構成要素は段差の上下で同じ一定幅で形成された。反射
防止膜はその後の製造工程によっては除去する必要が生
じる場合があるが、通常は除去しなくてもよい。

【００４８】配線間には層間絶縁膜を積層し、コンタク
トホールあるいはヴィアホールなどを開けて、プラグと
他の金属層あるいは単なる金属層を用いた次々配線要素
あるいは取り出し電極（パッド）を形成し、保護膜を形
成して本実施例にかかわる半導体装置は完成した。ま
た、本実施例に於いては反射防止膜としてＳｉＯ₂を用
いたが、その目的は段差の上下で反射防止膜の膜厚を制
御性良く形成しようというものであり、この目的が満足
されるならば、材質は他のものであってもよい。例え
ば、ＩＴＯなどの導電性膜を用いれば配線要素の低抵抗
化にも寄与し、半導体装置の信頼性のより一層の向上が
達成できる。

【００４９】本実施例に従う反射防止膜を用いることに
より、半導体装置上に観察されるパーティクルは従前と
比較して２分の１にまで低減できた。また、製品として
いわゆる０．６μｍルールのメモリーを製作した場合に
はその歩留りは従前と比較して約１．５倍にまで向上し
た。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法を用いることにより、パーティクルの少ない
高歩留りの半導体装置を製作することが可能となった。
本発明による半導体装置構成要素の１つとしてゲート配
線要素を作成した場合、トランジスタの待機時のリーク
電流が約１／１０にまで低減した。信頼性も向上し、電
流密度１．２０×１０⁶Ａ／ｍｍ²印加のマイグレーショ
ン試験において、配線要素として従前の約２倍の長寿命
を得た。

【００５１】また、本発明の半導体装置の製造方法を応
用することにより、配線構成要素の形成ばかりでなく、
他の半導体構成要素の正緻な形成も可能となり高歩留り
で信頼性の高い半導体装置を製造することも可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例に於ける半導
体装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の別の実施例に於ける
半導体装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。

【符号の説明】

１００，２００・・・Ｓｉ基板１０１，２０１・・・素子分離構造１０２，２０２・・・下層電極１０３，２０３・・・絶縁膜１０４，２０４・・・次構成層１０５，２０５・・・反射防止膜１０６，２０６・・・感光性フォトレジスト１０７，２０７・・・次構成要素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つ以上の段差にまたがる半導
体装置構成要素をフォトリソグラフィー法を用いて形成
する半導体装置の製造方法に於いて、該段差の上側と下
側とで露光光の反射率が同様に減ずる通常は該露光光に
対して透明な材質を、該半導体装置構成要素の元となる
半導体装置構成層の反射防止膜として形成する工程を少
なくとも含み、かつ、その反射防止膜の膜厚が、該段差
の上側と下側とで異なることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項２】前記反射防止膜が、回転塗布ののち固体化
させることにより形成された材質からなる膜であること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】前記反射防止膜が、成膜後に選択エッチン
グ法を用いてその一部を除去することにより形成された
材質からなる膜であることを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。
【請求項４】前記反射防止膜が、成膜後にその一部を研
磨することにより形成された材質からなる膜であること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】前記反射防止膜の膜厚が、該反射防止膜内
部での露光光の相互干渉により、定在波を打ち消す膜厚
であることを特徴とする請求項１記載または請求項２記
載または請求項３記載または請求項４記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項６】前記反射防止膜の、前記段差の下側での膜
厚と上側での膜厚との差が、λを前記露光光の波長、ｒ
を前記材質の屈折率として、λ／２ｒの整数倍となるこ
とを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】請求項６記載の膜厚のうちの薄い方の膜厚
が、ｎを正の整数、λを前記露光光の波長、ｒを前記材
質の屈折率として、（２ｎ−１）λ／４ｒであることを
特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】少なくとも１つ以上の段差にまたがる半導
体装置構成要素をフォトリソグラフィー法を用いて形成
する半導体装置の製造方法に於いて、該段差の上側と下
側とで露光光の反射率が同様に減ずる通常は該露光光に
対して透明な材質を、該半導体装置構成要素の元となる
半導体装置構成層の反射防止膜として形成する工程を少
なくとも含み、かつ、その反射防止膜の膜厚が、該段差
の上側と下側とで異ならないことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【請求項９】前記反射防止膜の膜厚が、該反射防止膜内
部での露光光の相互干渉により、定在波を打ち消す膜厚
であることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製
造方法。
【請求項１０】前記反射防止膜の膜厚が、ｎを正の整
数、λを前記露光光の波長、ｒを前記材質の屈折率とし
て、（２ｎ−１）λ／４ｒであることを特徴とする請求
項８記載の半導体装置の製造方法。