半导体装置的制造方法_4

文档序号:9204360阅读:来源:国知局
压而形成在层间绝缘膜IIl上。之后,在层间绝缘膜Π2上形成硅氧化膜0X,在该硅氧化膜OX上涂布光致抗蚀剂PRl。在该光致抗蚀剂PRl上进行使用了图8所示的第I光掩膜的分割曝光。由此,以图10的㈧、⑶的光致抗蚀剂PRl中所示的虚线为界产生被曝光的区域和没有被曝光的区域。另一方面,图10的
(C)所示的光致抗蚀剂PRl没有被实施使用了第I光掩膜的曝光。
[0129]参照图11的(A)?(C),对光致抗蚀剂PRl进行使用了图9所示的第2光掩膜的分割曝光。由此,以图11的(C)的光致抗蚀剂PRl中所示的虚线为界产生被曝光的区域和没有被曝光的区域。之后,光致抗蚀剂PRl被显影。
[0130]参照图12的(A)?(C),通过上述的显影使光致抗蚀剂PRl图案化而形成抗蚀图案PRl。将该抗蚀图案PRl作为掩膜在下侧的硅氧化膜OX和层间绝缘膜112上实施各向异性刻蚀。
[0131]参照图13的(A)?(C),通过上述的刻蚀选择性地去除硅氧化膜OX和层间绝缘膜112,形成到达绝缘膜BLl的孔VH1JH2。此时,孔??2形成为其宽度比孔VHl的宽度大。之后,抗蚀图案PRl例如通过灰化等而被去除。
[0132]参照图14的㈧?(C),硅氧化膜OX的表面通过上述的抗蚀图案PRl的去除而露出。
[0133]参照图15的(A)?(C),孔VH1、FH2的各自被光致抗蚀剂PR2埋入。之后,在硅氧化膜OX上涂布光致抗蚀剂PR3。对该光致抗蚀剂PR3进行使用了图8所示的第I光掩膜的分割曝光。由此,以图15的㈧、⑶的光致抗蚀剂PR3中所示的虚线为界产生被曝光的区域和没有被曝光的区域。另一方面,图15的(C)所示的光致抗蚀剂PR3没有被实施使用了第I光掩膜的曝光。
[0134]参照图16的㈧?(C),对光致抗蚀剂PR3进行使用了图9所示的第2光掩膜的分割曝光。由此,以图16的(C)的光致抗蚀剂PR3中所示的虚线为界产生被曝光的区域和没有被曝光的区域。之后,光致抗蚀剂PR3被显影。
[0135]另外,在图15和图16的工序中使用的第I和第2光掩膜具有与在图10和图11的工序中使用的第I和第2光掩膜不同的图案。
[0136]参照图17的(A)?(C),通过上述的显影使光致抗蚀剂PR3图案化而形成抗蚀图案PR3。将该抗蚀图案PR3作为掩膜而对下侧的硅氧化膜OX和层间绝缘膜112实施各向异性刻蚀。
[0137]参照图18的(A)?(C),通过上述的刻蚀,在层间绝缘膜112上形成槽IT1、SH2。之后,例如通过灰化等而去除抗蚀图案PR2、PR3。
[0138]参照图19的(A)?(C),硅氧化膜OX的表面通过上述的灰化而露出,并且绝缘膜BLl从孔VHU FH2的各自露出。
[0139]参照图20的(A)?(C),将硅氧化膜OX和层间绝缘膜112作为掩膜,对从孔VH1、FH2的各自露出的绝缘膜BLl实施各向异性刻蚀。由此,选择性地去除绝缘膜BL1,使布线用导电层IL的表面的一部分保护环用导电层GRPl的第2部分SPl的表面的一部分露出。另外,槽IT1、SH2形成得深,从而形成布线槽ITl和保护环用孔GH2的第2孔部分SH2。通过该第I孔部分FH2和第2孔部分SH2而构成保护环用孔GH2。
[0140]参照图21的㈧?(C),以埋入通路孔VHl和布线槽IT1、保护环用孔GH2的方式在硅氧化膜OX上形成导电层CDL。对该导电层CDL的上表面实施化学机械抛光(CMP:Chemical Mechanical Polishing)。该化学机械抛光到层间绝缘膜112的表面露出为止进行。
[0141]参照图22的(A)?(C),通过上述的化学机械抛光形成埋入在通路孔VHl和布线槽ITl内的布线用导电层CL1、埋入在保护环用孔GH2内的保护环用导电层GRP2。
[0142]之后,重复进行与图10?图22的工序相同的工序,从而形成图3所示的多层布线构造和图4所示的保护环GR。
[0143]接着,关于本实施方式的作用效果,与图23和图24所示的比较例进行对比而进行说明。
[0144]参照图3和图4,将使保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的宽度的最小尺寸DlA?D5A与布线用导电层CL2?CL5的各自的宽度的最小尺寸DlB?D5B具有相同尺寸的情况作为比较例ο即,在该比较例中,DlA = D2A = D3A = D4A = D5A = DIB = D2B = D3B=D4B = D5B的关系成立。
[0145]通常,从高集成化的观点考虑,需要在元件形成区域内缩小各部分的尺寸。因此,在上述的比较例中,当布线用导电层CL2?CL5的各自的宽度的最小尺寸DlB?D5B变小时,相应于此保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的宽度的最小尺寸DlA?D5A也变小。
[0146]另一方面,在通过分割曝光形成保护环用导电层时,在通过第I光掩膜形成的第I图案部分上产生光掩膜的叠加误差,另外在通过第2光掩膜形成的第2图案部分上也产生光掩膜的叠加偏差。通过该叠加误差,如图23和图24所示保护环用导电层的第I图案部分与第2图案部分没有连接,有时出现在双方之间产生间隙的情况。当产生这种间隙时,水分(湿气)以在图23的(A)、(B)中用箭头所示的路径经过该间隙而从保护环的外周侧侵入到内周侧的元件形成区域,从而降低元件的可靠性。
[0147]相对于此,在本实施方式中,保护环用导电层GRP3?GRP6的宽度的最小尺寸D2A?D5A的各自,比形成在与该保护环用导电层相同的层间绝缘膜内的布线用导电层CL2?CL5的宽度的最小尺寸D2B?D5B的各自大。因此,即使通过分割曝光中的掩膜的叠加误差而如图5的㈧、⑶所示保护环用导电层GRP的第I图案部分GRL与第2图案部分GRR彼此偏移,也能够抑制该第I图案部分GRL与第2图案部分GRR分开。S卩,能够抑制在第I图案部分GRL与第2图案部分GRR之间产生间隙。由此,抑制水分经过该间隙而从保护环的外周侧向内周侧侵入,提高元件的可靠性。
[0148]另外,在本实施方式中,多层的保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的宽度的最小尺寸DlA?D5A,优选为形成各保护环用导电层GRP2?GRP6时的光掩膜的叠加偏差量的1.2倍以上10倍以下。通过成为1.2倍以上,从而如图5所示能够可靠地防止在保护环用导电层GRP的第I图案部分GRL与第2图案部分GRR之间产生间隙。另外,当超过10倍时,如图4所示保护环用孔GH3?GH6的第I部分??3?FH6的尺寸D2A?D5A变得过大,很难通过导电层埋入该第I部分FH3?FH6。
[0149]另外,通常在半导体装置的层压构造中光掩膜的叠加偏差量比上层大。因此,在通过分割曝光形成保护环用导电层时,通过分割曝光形成的第I图案部分与第2图案部分之间的偏差量比上层的保护环用导电层大,容易在双方的图案部分之间产生间隙。
[0150]相对于此,在本实施方式中,如图4所示多层保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的宽度的最小尺寸DlA?D5A,比上层侧的保护环用导电层大。因此,即使如上所述掩膜的叠加偏差比上层大,也能够抑制在该上层的保护环用导电层中通过分割曝光形成的第I图案部分与第2图案部分之间产生间隙。
[0151 ] 在上述中如图4所示保护环用导电层GRP2?GRP6的各自具有第I部分FP2?FP6和第2部分SP2?SP6,对该宽度在层间绝缘膜112?116的厚度方向不连续地变化(在侧壁上存在台阶)的情况进行了说明,但是不限定于该截面形状。如图25所示,保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的侧壁以直线状延伸,从而保护环用导电层GRP2?GRP6的各自的宽度也可以在层间绝缘膜Π2?116的厚度方向上连续地变化。即,保护环用孔GH2?GH6的各自的壁面也可以在层间绝缘膜112?116的厚度方向上以直线状延伸而贯通层间绝缘膜112?116。
[0152]另外,除此以外的图25的结构与上述的图1?图5的结构几乎相同,因此对相同要素标上相同的标号,不重复其说明。
[0153](实施方式2)
[0154]为了抑制通过分割曝光形成保护环用导电层时的在通过各曝光形成的图案间产生间隙,也可以使保护环用导电层的平面形状具有交叉形状。以下,将具有交叉形状的保护环用导电层作为实施方式2进行说明。
[0155]参照图26和图27,本实施方式的保护环用导电层GRP(例如图4所示的保护环用导电层GRP2?GRP6)通过分割曝光而形成。因此,该保护环用导电层GRP具有通过使用了第I光掩膜的曝光形成的保护环用导电层的第I图案部分GRL(图中左侧的部分)和通过使用了第2光掩膜的曝光形成的保护环用导电层的第2图案部分GRR(图中右侧的部分)。
[0156]第I图案部分GRL具有框部GRLl和折叠部GRL2。框部GRLl在俯视时包围元件形成区域的周围(矩形的元件形成区域的例如3边的周围)。折叠部GRL2是与该框部GRLl的两端各自连接且相对于框部GRLl折叠的部分。折叠部GRL2以相对于框部GRLl例如弯曲成直角的方式连接。
[0157]第2图案部分GRR与第I图案部分GRL同样具有框部GRRl和折叠部GRR2。框部GRRl在俯视时包围元件形成区域的周围(矩形的元件形成区域的例如3边的周围)。折叠部GRR2是与该框部GRRl的两端各自连接且相对于框部GRRl折叠的部分。折叠部GRR2以相对于框部GRRl例如弯曲成直角的方式连接。另外,俯视时的框部GRLl的宽度wla和折叠部GRL2的宽度wlb例如相同。
[0158]上述的第I图案部分GRL的折叠部GRL2和第2图案部分GRR的框部GRRl构成交叉形状。此处的交叉形状是指,折叠部GRL2和框部GRRl在俯视时构成十字状(彼此垂直交叉的形状)或X字状(彼此倾斜交叉的形状)。虽然在俯视时的折叠部GRL2与框部GRRl的交叉角度为例如90°,但是只要比0°大并小于180°即可。另外,在俯视时的框部GRRl的宽度w2a与折叠部GRR2的宽度w2b例如相同,但是也可以不同。
[0159]另外,第2图案部分GRR的折叠部GRR2和第I图案部分GRL的框部GRLl构成交叉形状。折叠部GRR2与框部GRLl的交叉形状的意思和交
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