JP2001264994A - Method for producing semiconductor device - Google Patents

Method for producing semiconductor device

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JP2001264994A
JP2001264994A JP2000075340A JP2000075340A JP2001264994A JP 2001264994 A JP2001264994 A JP 2001264994A JP 2000075340 A JP2000075340 A JP 2000075340A JP 2000075340 A JP2000075340 A JP 2000075340A JP 2001264994 A JP2001264994 A JP 2001264994A
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JP
Japan
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silicon nitride
nitride layer
layer
photoresist layer
semiconductor substrate
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JP2000075340A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Fujita
繁 藤田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the accuracy of photolithography which is carried out on a silicon nitride layer. SOLUTION: The method for producing a semiconductor device has (a) a step for forming a silicon nitride layer 12 on a substrate 100, (b) a step for forming a photoresist layer 13 on the silicon nitride layer 12 and selectively exposing the photoresist layer 13 with light for exposure and (c) a step for developing the exposed photoresist layer 13 to obtain a patterned photoresist layer 13P. The coefficient k of the imaginary number part of the complex index (n+ik) of refraction of the silicon nitride layer 12 at the wavelength of the light for exposure is >=0.1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、窒化シリコン層上に形成されたフォ
トレジスト層に対して行われるフォトリソグラフィの精
度を向上させることが可能な半導体装置の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the accuracy of photolithography performed on a photoresist layer formed on a silicon nitride layer. Related to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体プロセスの中には、例えば、半導
体基板に形成された溝部に研磨法によって絶縁膜を埋め
込む際の研磨停止層や、半導体基板を選択的に酸化して
素子分離領域を形成する際の熱酸化マスクとして、パタ
ーニングされた窒化シリコン層を用いるプロセスがあ
る。パターニングされた窒化シリコン層を形成するため
の方法としては、一般に、先ず、基体上に窒化シリコン
層を形成し、次に、窒化シリコン層上にフォトレジスト
層を形成し、露光光を用いてフォトレジスト層を選択的
に露光し、次に、露光後のフォトレジスト層を現像する
ことによって、パターニングされたフォトレジスト層を
得、このフォトレジスト層を用いて窒化シリコン層を例
えばエッチング法により除去する方法が採られている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor process, for example, a polishing stop layer when an insulating film is buried by a polishing method in a groove formed in a semiconductor substrate, or an element isolation region is formed by selectively oxidizing the semiconductor substrate. There is a process in which a patterned silicon nitride layer is used as a thermal oxidation mask when performing this process. As a method for forming a patterned silicon nitride layer, generally, first, a silicon nitride layer is formed on a substrate, then a photoresist layer is formed on the silicon nitride layer, and photolithography is performed using exposure light. By selectively exposing the resist layer and then developing the exposed photoresist layer, a patterned photoresist layer is obtained, and the silicon nitride layer is removed using the photoresist layer by, for example, an etching method. The method has been adopted.

【0003】従来、窒化シリコン層を形成する方法とし
ては、比較的優れた膜厚均一性と成膜速度を達成可能で
あることから、ジクロロシラン(SiCl22)/アン
モニア(NH3)混合ガス系を用いた減圧CVD法が広
く採用されている。典型的な成膜条件は、SiCl22
流量=10〜100SCCM、NH3流量=100〜1
000SCCM(但し、SiCl22とNH3の流量比
は概ね5〜10)、圧力=10〜100Pa、成膜温度
=750〜800゜Cである。
Conventionally, as a method of forming a silicon nitride layer, since a relatively excellent film thickness uniformity and a film forming rate can be achieved, a mixture of dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ) / ammonia (NH 3 ) is used. A low pressure CVD method using a gas system is widely adopted. Typical deposition conditions are SiCl 2 H 2
Flow rate = 10-100 SCCM, NH 3 flow rate = 100-1
000 SCCM (however, the flow ratio of SiCl 2 H 2 to NH 3 is approximately 5 to 10), pressure = 10 to 100 Pa, and film formation temperature = 750 to 800 ° C.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
のデザインルールが0.25μmの世代では、フォトリ
ソグラフィの露光光として、波長2.48×10-7
(248nm)のKrFエキシマレーザー光が用いられ
ている。しかしながら、上述した従来の窒化シリコン層
上で、KrFエキシマレーザー光を用いてフォトレジス
ト層を選択的に露光し、現像を行うと、パターニングさ
れたフォトレジスト層の寸法や形状が設計通りとならな
い場合がある。これは、従来の窒化シリコン層によるK
rFエキシマレーザー光の吸収が不十分であり、窒化シ
リコン層からの反射光によってフォトレジスト層の露光
量が局部的に過剰となることに起因している。この問題
を、図6及び図7を参照して説明する。
By the way, in the generation of semiconductor devices having a design rule of 0.25 μm, a wavelength of 2.48 × 10 −7 m is used as exposure light for photolithography.
(248 nm) KrF excimer laser light is used. However, when the photoresist layer is selectively exposed to light using KrF excimer laser light on the above-described conventional silicon nitride layer and developed, the dimensions and shape of the patterned photoresist layer are not as designed. There is. This is due to the K
This is because the absorption of the rF excimer laser light is insufficient, and the amount of exposure of the photoresist layer is locally excessive due to the reflected light from the silicon nitride layer. This problem will be described with reference to FIGS.

【0005】図6は、半導体基板30に溝部を形成し、
研磨法でこの溝部に絶縁膜(具体的には、酸化シリコン
膜)を埋め込むことによって素子分離領域を形成する、
所謂シャロー・トレンチ・アイソレーション(STI)
のプロセスを想定し、窒化シリコン層32上に形成され
たフォトレジスト層33を選択的に露光している状態を
模式的に表す。露光に至るまでのプロセスを簡単に説明
する。
FIG. 6 shows that a groove is formed in a semiconductor substrate 30.
An insulating film (specifically, a silicon oxide film) is buried in the trench by a polishing method to form an element isolation region.
So-called shallow trench isolation (STI)
Assuming the above process, a state where the photoresist layer 33 formed on the silicon nitride layer 32 is selectively exposed is schematically illustrated. The process leading to exposure will be briefly described.

【0006】先ず、例えばシリコン半導体基板から成る
半導体基板30上に、ウェット酸化により酸化シリコン
SiO2から成る厚さ約1×10-8m(10nm)のパ
ッド酸化膜31を形成する。このパッド酸化膜31は、
半導体基板30と次工程で形成される窒化シリコン層3
2との間の応力差を緩和し、半導体基板30における欠
陥発生を防止するために形成される。次に、上述の成膜
条件による減圧CVDを行うことにより、パッド酸化膜
31上に窒化シリコン層32を形成する。この窒化シリ
コン層32は、後工程で行われる絶縁膜の研磨におい
て、研磨停止層としての役割を果たす層である。次に、
窒化シリコン層32上にフォトレジスト層33を形成
し、図示しないフォトマスクを介して、波長2.48×
10-8m(=248nm)の露光光による選択露光を行
う。これにより、露光光に照射されたフォトレジスト層
33の部分には露光部33Aが形成される(図6の
(A)参照)。
First, a pad oxide film 31 of about 1 × 10 −8 m (10 nm) made of silicon oxide SiO 2 is formed on a semiconductor substrate 30 made of, for example, a silicon semiconductor substrate by wet oxidation. This pad oxide film 31
Semiconductor substrate 30 and silicon nitride layer 3 formed in the next step
2 is formed to alleviate the stress difference between the semiconductor substrate 30 and the semiconductor substrate 30 to prevent defects from occurring. Next, a silicon nitride layer 32 is formed on the pad oxide film 31 by performing low-pressure CVD under the above-described film forming conditions. This silicon nitride layer 32 is a layer that plays a role as a polishing stop layer in polishing of an insulating film performed in a later step. next,
A photoresist layer 33 is formed on the silicon nitride layer 32, and a wavelength of 2.48 ×
Selective exposure with exposure light of 10 −8 m (= 248 nm) is performed. Thus, an exposed portion 33A is formed in a portion of the photoresist layer 33 irradiated with the exposure light (see FIG. 6A).

【0007】波長2.48×10-8mにおける窒化シリ
コン層32の複素屈折率(n+ik)の典型的な値とし
ては、2.3+0.018iが得られている。ここで、
複素屈折率(n+ik)の虚数部係数kは、吸収係数あ
るいは消衰係数とも呼ばれ、光吸収の指標となる値であ
る。因みに、実数部nは、通常、「屈折率」と称されて
いる値である。以下、実数部nと虚数部係数kとを、
「光学定数n,k」と総称する場合がある。虚数部係数
kが上記のように10-2のオーダーであると、露光光
は、窒化シリコン層32では殆ど吸収されず、主として
窒化シリコン層32とフォトレジスト層33との界面で
反射され、界面近傍のフォトレジスト層33の部分に吸
収される。つまり、図6の(B)に拡大して示すよう
に、フォトレジスト層33の露光量は、窒化シリコン層
32との界面近傍において局部的に過剰となってしま
う。
As a typical value of the complex refractive index (n + ik) of the silicon nitride layer 32 at a wavelength of 2.48 × 10 −8 m, 2.3 + 0.018i is obtained. here,
The imaginary part coefficient k of the complex refractive index (n + ik) is also called an absorption coefficient or an extinction coefficient, and is a value serving as an index of light absorption. Incidentally, the real number part n is a value usually called “refractive index”. Hereinafter, the real part n and the imaginary part coefficient k are expressed as
They may be collectively referred to as “optical constants n and k”. When the imaginary part coefficient k is on the order of 10 -2 as described above, the exposure light is hardly absorbed by the silicon nitride layer 32, but is mainly reflected at the interface between the silicon nitride layer 32 and the photoresist layer 33, and It is absorbed by the portion of the photoresist layer 33 in the vicinity. That is, as shown in an enlarged manner in FIG. 6B, the exposure amount of the photoresist layer 33 becomes locally excessive near the interface with the silicon nitride layer 32.

【0008】フォトレジスト層33がポジ型のフォトレ
ジスト材料から成る場合、過剰な露光量は、フォトレジ
スト材料の分解を促進し、現像後に得られるフォトレジ
スト層の線幅を細らせる原因となる(図7の(A)参
照)。特に、フォトレジスト層33Pの底辺寸法が狭ま
ることにより、図示するように、フォトレジスト層33
Pが倒壊する場合もある。これでは、次工程以降におい
てフォトレジスト層33Pをマスクとして窒化シリコン
層32とパッド酸化膜31をエッチングしたり、更に、
半導体基板30をエッチングして溝部を形成することは
不可能となってしまう。一方、フォトレジスト層33が
ネガ型のフォトレジスト材料から成る場合、過剰な露光
量は、フォトレジスト材料の架橋を促進し、現像後に得
られるフォトレジスト層33Nの線幅を太らせる原因と
なる(図7の(B)参照)。ネガ型のフォトレジスト材
料を用いた場合には、ポジ型の場合と異なり、フォトレ
ジスト層33Nが倒壊する危険は少ないが、フォトレジ
スト層33Nの底辺寸法が拡がるため、半導体装置の回
路パターンの微細化、ひいては高集積化にとって不利と
なる。
When the photoresist layer 33 is made of a positive photoresist material, an excessive exposure promotes the decomposition of the photoresist material and causes the line width of the photoresist layer obtained after development to be reduced. (See FIG. 7A). In particular, as the bottom dimension of the photoresist layer 33P is reduced, as shown in the figure,
P may collapse. In this case, the silicon nitride layer 32 and the pad oxide film 31 are etched using the photoresist layer 33P as a mask in the subsequent steps,
It becomes impossible to form a groove by etching the semiconductor substrate 30. On the other hand, when the photoresist layer 33 is made of a negative photoresist material, the excessive exposure promotes the crosslinking of the photoresist material and causes the line width of the photoresist layer 33N obtained after development to be increased ( (See FIG. 7B). When a negative photoresist material is used, unlike the positive photoresist material, there is little danger of the photoresist layer 33N collapsing. However, since the bottom dimension of the photoresist layer 33N is increased, the fineness of the circuit pattern of the semiconductor device is reduced. It is disadvantageous for high integration and eventually high integration.

【0009】上述の問題を回避するための対策として、
露光光の波長における光吸収が大きい有機系材料あるい
は無機系材料から成る反射防止膜を、窒化シリコン層3
2上に形成することが考えられる。中でも、無機系材料
の1つである酸化窒化シリコン(SiON)は、エキシ
マレーザー波長にて比較的大きな光吸収特性を示し、し
かも、成膜条件の制御により光学定数n,kを比較的広
範囲に変化させることができるため、0.25μm世代
の半導体装置の製造プロセスにおいて有用な反射防止膜
材料と目されている。しかし、このように追加の膜を用
いる対策では、半導体プロセスにおける工程数や使用材
料が増え、生産性や経済性が低下する虞が大きい。そこ
で、工程数や使用材料の増加を避けるために、例えば上
述の窒化シリコン層32を酸化窒化シリコンから成る層
に置き換えることも考えられるが、酸化窒化シリコンは
研磨速度が酸化シリコンと同等であるため、この層に研
磨停止層としての機能を期待することは不可能となり、
現実的なプロセスではなくなってしまう。
As a measure for avoiding the above-mentioned problem,
An antireflection film made of an organic material or an inorganic material having a large light absorption at the wavelength of the exposure light is formed on the silicon nitride layer 3.
2 is conceivable. Above all, silicon oxynitride (SiON), which is one of the inorganic materials, shows relatively large light absorption characteristics at the wavelength of the excimer laser, and furthermore, the optical constants n and k can be relatively widened by controlling the film forming conditions. Because it can be changed, it is regarded as a useful antireflection film material in a manufacturing process of a semiconductor device of the 0.25 μm generation. However, in such a measure using an additional film, the number of steps and materials used in the semiconductor process increase, and there is a great possibility that productivity and economic efficiency are reduced. Thus, in order to avoid an increase in the number of steps and materials used, for example, the above-described silicon nitride layer 32 may be replaced with a layer made of silicon oxynitride. However, silicon oxynitride has a polishing rate equivalent to that of silicon oxide. However, it is impossible to expect this layer to function as a polishing stop layer,
It is no longer a realistic process.

【0010】従って、本発明は、窒化シリコン層を他の
材料層に置き換えずに従来通り使用しながら、窒化シリ
コン層上で行われるフォトリソグラフィの精度を向上さ
せることが可能な半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the accuracy of photolithography performed on a silicon nitride layer while using the silicon nitride layer in a conventional manner without replacing it with another material layer. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の半導体装置の製造方法は、(イ)基体上に
窒化シリコン層を形成する工程と、(ロ)窒化シリコン
層上にフォトレジスト層を形成し、露光光を用いてフォ
トレジスト層を選択的に露光する工程と、(ハ)露光後
のフォトレジスト層を現像することによって、パターニ
ングされたフォトレジスト層を得る工程、を有する半導
体装置の製造方法であって、工程(イ)では、露光光の
波長における複素屈折率(n+ik)の虚数部係数kが
0.1以上である窒化シリコン層を形成することを特徴
とする。虚数部係数kの上限は特に限定されず、窒化シ
リコン層の成膜条件や、得られる膜質に応じて自ずと達
成され得る値であってよい。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: (a) forming a silicon nitride layer on a substrate; and (b) forming a silicon nitride layer on the silicon nitride layer. Forming a photoresist layer and selectively exposing the photoresist layer using exposure light, and (c) developing a photoresist layer after exposure to obtain a patterned photoresist layer. A method of manufacturing a semiconductor device having a silicon nitride layer in which, in step (a), an imaginary part coefficient k of a complex refractive index (n + ik) at the wavelength of exposure light is 0.1 or more. . The upper limit of the imaginary part coefficient k is not particularly limited, and may be a value that can be naturally achieved according to the film forming conditions of the silicon nitride layer and the quality of the obtained film.

【0012】露光光は、典型的には、波長2.48×1
-7m(248nm)のエキシマレーザー光である。こ
の波長は、KrF励起子による発光波長である。本発明
において、波長2.48×10-7mにおける虚数部係数
kの値が0.1以上であることは、上述した従来の一般
的な成膜条件によって得られる窒化シリコン層の虚数部
係数kの値に比べて1桁大きいことを意味する。従っ
て、本発明で用いられる窒化シリコン層は、波長2.4
8×10-7m(248nm)のエキシマレーザー光を十
分に吸収することができ、窒化シリコン層上のフォトレ
ジスト層に向けて余分な反射光を生じない。このため、
フォトレジスト層の露光量が局部的に過剰となる不都合
を防止することができ、ポジ型、ネガ型のいずれのフォ
トレジスト材料を用いてフォトレジスト層を構成した場
合にも、設計寸法及び設計形状通りのレジスト・パター
ニングを行うことが可能となる。フォトレジスト層は、
ポジ型、ネガ型を問わず、公知のフォトレジスト材料を
用いて構成することができる。
The exposure light typically has a wavelength of 2.48 × 1.
It is an excimer laser beam of 0 -7 m (248 nm). This wavelength is the emission wavelength of the KrF exciton. In the present invention, the fact that the value of the imaginary part coefficient k at the wavelength of 2.48 × 10 −7 m is 0.1 or more means that the imaginary part coefficient of the silicon nitride layer obtained by the above-mentioned conventional general film forming conditions is used. It means that it is one digit larger than the value of k. Therefore, the silicon nitride layer used in the present invention has a wavelength of 2.4.
Excimer laser light of 8 × 10 −7 m (248 nm) can be sufficiently absorbed, and no extra reflected light is generated toward the photoresist layer on the silicon nitride layer. For this reason,
It is possible to prevent the problem that the exposure amount of the photoresist layer becomes locally excessive, so that the design dimensions and the design shape can be obtained even when the photoresist layer is formed using a positive type or a negative type photoresist material. It is possible to perform the same resist patterning. The photoresist layer is
Regardless of whether it is a positive type or a negative type, it can be formed using a known photoresist material.

【0013】上述の虚数部係数kを有する窒化シリコン
層を形成するためには、工程(イ)において、シラン
(SiH4)ガス流量とアンモニア(NH3)ガス流量の
比を制御した減圧CVD法を行うことが好適である。シ
ランガス流量/アンモニアガス流量の比を、以下、単に
流量比と呼ぶ場合がある。窒化シリコン層の光学定数
n,kは、ある範囲内では膜中のシリコン含量と相関し
ており、シリコン含量が多いほど光学定数n,kが大き
くなる傾向が知られている。つまり、上記のガス系で
は、アンモニアガス流量に対してシランガス流量が多く
なる程、光学定数n,kが上昇する傾向がある。尚、窒
化シリコン層の光学定数n,kに関しては、実数部nの
変化と虚数部係数kの変化がほぼ連動する。CVD装置
に実際に供給する各ガスの流量は、装置によっても異な
るが、シランガス流量、アンモニアガス流量を共に概ね
100〜1000SCCMの範囲に選択することが好ま
しい。本発明において、上記のシラン/アンモニア混合
ガス系を用いた場合、成膜温度は概ね600〜650゜
C、圧力は概ね10〜100Paの範囲内である。上記
の成膜温度は、従来のジクロロシラン/アンモニア混合
ガス系を用いた場合の成膜温度よりも50〜200゜C
も低く、半導体プロセスの低温化の観点からも好まし
い。尚、本発明で用いるシラン/アンモニア混合ガス系
には、キャリアガスとして窒素ガスが含まれていてもよ
く、また、冷却効果や希釈効果を得る目的でHe、Ar
等の希ガスが含まれていてもよい。
In order to form a silicon nitride layer having the above imaginary part coefficient k, in the step (a), a low pressure CVD method in which a ratio of a flow rate of a silane (SiH 4 ) gas to a flow rate of an ammonia (NH 3 ) gas is controlled. Is preferably performed. Hereinafter, the ratio of the silane gas flow rate / ammonia gas flow rate may be simply referred to as the flow rate ratio. The optical constants n and k of the silicon nitride layer are correlated with the silicon content in the film within a certain range, and it is known that the optical constants n and k tend to increase as the silicon content increases. That is, in the above gas system, the optical constants n and k tend to increase as the silane gas flow rate increases with respect to the ammonia gas flow rate. As for the optical constants n and k of the silicon nitride layer, the change of the real part n and the change of the imaginary part coefficient k are substantially linked. Although the flow rate of each gas actually supplied to the CVD apparatus varies depending on the apparatus, it is preferable to select both the silane gas flow rate and the ammonia gas flow rate within a range of approximately 100 to 1000 SCCM. In the present invention, when the above-mentioned silane / ammonia mixed gas system is used, the film forming temperature is generally in the range of 600 to 650 ° C., and the pressure is generally in the range of 10 to 100 Pa. The above film formation temperature is 50 to 200 ° C. lower than the film formation temperature when a conventional dichlorosilane / ammonia mixed gas system is used.
And is also preferable from the viewpoint of lowering the temperature of the semiconductor process. Incidentally, the silane / ammonia mixed gas system used in the present invention may contain nitrogen gas as a carrier gas, and He or Ar for the purpose of obtaining a cooling effect or a dilution effect.
And other rare gases.

【0014】本発明の半導体装置の製造方法は、工程
(ハ)の後に、(ニ)パターニングされたフォトレジス
ト層を用いて窒化シリコン層を除去することにより、パ
ターニングされた窒化シリコン層を得る工程を更に有し
ていることが、実用上好ましい。ここで、基体が半導体
基板である場合、本発明の半導体装置の製造方法には、
実用性の高い構成として、下記の第1の構成と第2の構
成がある。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the step (c), (d) removing the silicon nitride layer using the patterned photoresist layer to obtain a patterned silicon nitride layer. It is practically preferable to further have Here, when the base is a semiconductor substrate, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
As a configuration having high practicality, there are a first configuration and a second configuration described below.

【0015】第1の構成に係る半導体装置の製造方法
は、工程(ニ)の後に、(ホ)パターニングされた窒化
シリコン層を用いて半導体基板の一部を除去することに
より、半導体基板に溝部を形成する工程を更に有する。
この溝部は、後工程で絶縁膜が埋め込まれることによっ
て素子分離領域となる部分であり、得られた溝型の素子
分離領域、あるいはかかる素子分離領域を形成するプロ
セスは、シャロー・トレンチ・アイソレーション(ST
I)法と通称されている。第1の構成における窒化シリ
コン層は、絶縁膜を研磨法によって溝部に埋め込む際の
研磨停止層、あるいは、絶縁膜をエッチバック法によっ
て溝部に埋め込む際のエッチング停止層として機能す
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first structure, after the step (d), (e) removing a part of the semiconductor substrate by using the patterned silicon nitride layer, thereby forming a groove in the semiconductor substrate. Further comprising the step of forming
This groove is a portion that becomes an element isolation region by burying an insulating film in a later step, and the obtained groove-type element isolation region or a process of forming such an element isolation region is formed by a shallow trench isolation. (ST
I) It is commonly called the law. The silicon nitride layer in the first structure functions as a polishing stop layer when the insulating film is buried in the groove by the polishing method, or functions as an etching stop layer when the insulating film is buried in the groove by the etch-back method.

【0016】第2の構成に係る半導体装置の製造方法
は、工程(ニ)の後に、(ヘ)フォトレジスト層を除去
する工程と、(ト)パターニングされた窒化シリコン層
を用いて半導体基板を酸化することにより酸化物(半導
体基板を構成する物質の酸化物)から成る素子分離領域
を形成する工程を更に有する。第2の構成における窒化
シリコン層は、半導体基板を酸化しない領域を被覆して
おくためのマスクとして機能する。このようにして素子
分離領域を形成するプロセスは、選択酸化分離プロセ
ス、あるいはLOCOS(local oxidation of silicon)
プロセスと通称されている。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second configuration, after the step (d), (f) a step of removing the photoresist layer, and (g) a step of removing the semiconductor substrate by using the patterned silicon nitride layer. The method further includes a step of forming an element isolation region made of an oxide (an oxide of a substance constituting a semiconductor substrate) by oxidation. The silicon nitride layer in the second structure functions as a mask for covering a region where the semiconductor substrate is not oxidized. The process for forming the element isolation region in this manner is a selective oxidation isolation process or LOCOS (local oxidation of silicon).
It is commonly called a process.

【0017】尚、第1の構成及び第2の構成において
は、半導体基板上に窒化シリコン層を直接設けると、双
方の応力差によって半導体基板に欠陥が生ずる場合があ
るので、半導体基板と窒化シリコン層との間に応力緩和
層を設けることが好ましい。即ち、応力緩和層を表面に
有する半導体基板を、基体として用いることが好まし
い。半導体基板がシリコン半導体基板から成る場合、応
力緩和層は典型的には酸化シリコンから構成され、一般
にパッド酸化膜と称されている。酸化シリコンから成る
応力緩和層は、公知のドライ酸化法やウェット酸化法に
より形成することができる。基体としては、その他、半
導体基板上に形成された絶縁層、導電体層を挙げること
ができる。
In the first and second configurations, if a silicon nitride layer is provided directly on a semiconductor substrate, a defect may occur in the semiconductor substrate due to a difference between the two stresses. It is preferable to provide a stress relaxation layer between the layers. That is, it is preferable to use a semiconductor substrate having a stress relaxation layer on the surface as a base. When the semiconductor substrate is made of a silicon semiconductor substrate, the stress relaxation layer is typically made of silicon oxide, and is generally called a pad oxide film. The stress relaxation layer made of silicon oxide can be formed by a known dry oxidation method or wet oxidation method. Other examples of the substrate include an insulating layer and a conductor layer formed on a semiconductor substrate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、発明
の実施の形態(以下、実施の形態と略称する)に基づき
本発明を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments of the present invention (hereinafter abbreviated as embodiments) with reference to the drawings.

【0019】(実施の形態1)実施の形態1では、第1
の構成に係る半導体装置の製造方法を適用したシャロー
・トレンチ・アイソレーション法について、図1乃至図
4を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, the first
The shallow trench isolation method to which the method of manufacturing a semiconductor device according to the above configuration is applied will be described with reference to FIGS.

【0020】[工程−100]図1の(A)は、基体1
00上に窒化シリコン層12を形成し、窒化シリコン層
12上に更にフォトレジスト層13を形成した状態を示
している。基体100は、例えばシリコン半導体基板か
ら成る半導体基板10と、この半導体基板10の表面に
対して例えばウェット酸化を行うことにより形成された
厚さ約1×10 -8m(10nm)のパッド酸化膜11か
ら成る。パッド酸化膜11は、応力緩和層として機能す
る膜である。窒化シリコン層12は、減圧CVD法によ
り約1.5×10-7〜2.0×10-7m(150〜20
0nm)の厚さに形成されている。尚、シラン(SiH
4)/アンモニア(NH3)混合ガス系を使用し、SiH
4流量(R1)を400SCCM、NH3流量(R2)を4
00SCCMとした。即ち、シランガス流量R1とアン
モニアガス流量R2の比R1/R2を1とした。また、キ
ャリアガスとして、N2(流量:200SCCM)を用
いた。この条件にて形成された窒化シリコン層12の波
長2.48×10-7m(248nm)における複素屈折
率(n+ik)は、2.6+0.62iである。即ち、
虚数部係数k=0.62である。フォトレジスト層13
は、例えばノボラック系ポジ型フォトレジスト材料をス
ピンコート法により窒化シリコン層12に塗布し、プリ
ベークを行って形成する。
[Step-100] FIG.
A silicon nitride layer 12 is formed on
12 shows a state in which a photoresist layer 13 is further formed on
are doing. The base 100 is, for example, a silicon semiconductor substrate.
A semiconductor substrate 10 made of
For example, formed by performing wet oxidation
About 1 × 10 in thickness -8m (10 nm) pad oxide film 11
Consisting of Pad oxide film 11 functions as a stress relaxation layer.
Film. The silicon nitride layer 12 is formed by a low pressure CVD method.
About 1.5 × 10-7~ 2.0 × 10-7m (150-20
0 nm). In addition, silane (SiH
Four) / Ammonia (NHThree) SiH using mixed gas system
FourFlow rate (R1) For 400 SCCM, NHThreeFlow rate (RTwo) To 4
00 SCCM. That is, the silane gas flow rate R1And Ann
Monia gas flow rate RTwoRatio R1/ RTwoWas set to 1. Also,
As carrier gas, NTwo(Flow rate: 200 SCCM)
Was. Waves of the silicon nitride layer 12 formed under these conditions
Length 2.48 × 10-7Complex refraction at m (248 nm)
The rate (n + ik) is 2.6 + 0.62i. That is,
The imaginary part coefficient k = 0.62. Photoresist layer 13
For example, use a novolak positive photoresist material
Apply to the silicon nitride layer 12 by pin coating
It is formed by baking.

【0021】[工程−110]次に、図示しないフォト
マスクを介して、フォトレジスト層13を選択的に露光
する。露光光としては、波長2.48×10-7mのKr
Fエキシマレーザー光を用いる。露光光に照射されたフ
ォトレジスト層13の部分は、露光部13Aとなる(図
1の(B)参照)。ここでは、フォトレジスト層13を
ポジ型フォトレジスト材料を用いて構成しているので、
露光部13Aではフォトレジスト材料の低分子化反応が
進行している。
[Step-110] Next, the photoresist layer 13 is selectively exposed through a photomask (not shown). As exposure light, Kr having a wavelength of 2.48 × 10 −7 m is used.
An F excimer laser beam is used. The portion of the photoresist layer 13 irradiated with the exposure light becomes the exposed portion 13A (see FIG. 1B). Here, since the photoresist layer 13 is configured using a positive photoresist material,
In the exposed portion 13A, a reaction of reducing the molecular weight of the photoresist material is in progress.

【0022】[工程−120]次に、露光後のフォトレ
ジスト層13を現像することによって、パターニングさ
れたフォトレジスト層13P(添字Pは、パターニング
されたことを示す。以下同様)を得る(図2の(A)参
照)。得られたフォトレジスト層13Pは、設計通りの
寸法及び形状を有しており、従来問題となっていた底辺
寸法の狭まりや、これに起因するフォトレジスト層の倒
壊は一切みられない。これは、図2の(B)に示すよう
に、フォトレジスト層13を透過した露光光が窒化シリ
コン層12に入射しても、窒化シリコン層12の虚数部
係数kの値が従来よりも大きいために露光光が吸収さ
れ、フォトレジスト層13側へほとんど反射せず、従っ
て、フォトレジスト層13に局部的な過剰露光が生じな
かったためである。
[Step-120] Next, the photoresist layer 13 after the exposure is developed to obtain a patterned photoresist layer 13P (a suffix P indicates that the patterning has been performed, the same applies hereinafter) (FIG. 1). 2 (A)). The obtained photoresist layer 13P has dimensions and shapes as designed, and there is no narrowing of the bottom dimension, which has been a problem in the past, and no collapse of the photoresist layer due to this. This is because, as shown in FIG. 2B, even if the exposure light transmitted through the photoresist layer 13 is incident on the silicon nitride layer 12, the value of the imaginary part coefficient k of the silicon nitride layer 12 is larger than in the related art. This is because the exposure light was absorbed and hardly reflected toward the photoresist layer 13 side, and thus the photoresist layer 13 was not locally overexposed.

【0023】[工程−130]次に、パターニングされ
たフォトレジスト層13Pを用いて窒化シリコン層12
を例えばドライエッチング法で除去することにより、パ
ターニングされた窒化シリコン層12Pを得る。続い
て、パッド酸化膜11の表出部もドライエッチング法で
除去することにより、パターニングされたパッド酸化膜
11Pを得る(図3の(A)参照)。このときの窒化シ
リコン層12及びパッド酸化膜11のドライエッチング
は、例えばマグネトロンRIE(反応性イオン・エッチ
ング)装置とフルオロカーボン系ガスを用いて行うこと
ができる。
[Step-130] Next, the silicon nitride layer 12 is formed using the patterned photoresist layer 13P.
Is removed by, for example, a dry etching method to obtain a patterned silicon nitride layer 12P. Subsequently, the exposed portion of the pad oxide film 11 is also removed by a dry etching method to obtain a patterned pad oxide film 11P (see FIG. 3A). At this time, the dry etching of the silicon nitride layer 12 and the pad oxide film 11 can be performed using, for example, a magnetron RIE (reactive ion etching) apparatus and a fluorocarbon-based gas.

【0024】[工程−140]次に、パターニングされ
た窒化シリコン層12Pを用いて半導体基板10の一部
を例えばドライエッチング法で除去することにより、半
導体基板10に溝部14を形成する(図3の(B)参
照)。尚、ドライエッチング法により溝部14を形成す
る際、フォトレジスト層13Pを除去し、パターニング
された窒化シリコン層12Pをマスクとしてドライエッ
チングを行ってもよい。
[Step-140] Next, a groove 14 is formed in the semiconductor substrate 10 by removing a part of the semiconductor substrate 10 by, for example, a dry etching method using the patterned silicon nitride layer 12P (FIG. 3). (B)). When forming the groove 14 by dry etching, the photoresist layer 13P may be removed and dry etching may be performed using the patterned silicon nitride layer 12P as a mask.

【0025】[工程−150]次に、酸素プラズマを用
いた通常のアッシング条件によりフォトレジスト層13
Pを除去し、続いて、溝部14内を含む全面に絶縁層1
5を形成する(図4の(A)参照)。ここでは、酸化シ
リコンから成る絶縁層15を、例えば減圧CVD法によ
り形成する。
[Step-150] Next, the photoresist layer 13 is formed under ordinary ashing conditions using oxygen plasma.
P is removed, and then the insulating layer 1
5 (see FIG. 4A). Here, the insulating layer 15 made of silicon oxide is formed by, for example, a low pressure CVD method.

【0026】[工程−160]次に、化学的/機械的研
磨法(CMP法)によって、絶縁層15の上面が基体1
00の表面と略等しい高さとなるまで、絶縁層15を除
去する。溝部14内に残存した絶縁層15の部分が、素
子分離領域15Aとなる(図4の(B)参照)。窒化シ
リコン層12Pは、本来、研磨停止層として機能すべき
層であるが、現状では、窒化シリコン層12Pもある程
度の速度で研磨される研磨条件を採用せざるを得ず、よ
って、図4の(B)では、窒化シリコン層12Pと絶縁
層15とが同時に除去されるような表現を採っている。
尚、図4の(B)は、基体100上に最終的に窒化シリ
コン層12Pが僅かに残存した状態を示しているが、窒
化シリコン層12Pは残存していなくてもよい。実際、
溝部14が疎に存在する領域では、溝部14が密に存在
する領域に比べて窒化シリコン層12Pの研磨速度が速
いので、窒化シリコン層12Pは殆ど残らない。
[Step-160] Next, the upper surface of the insulating layer 15 is formed on the substrate 1 by a chemical / mechanical polishing method (CMP method).
The insulating layer 15 is removed until the height of the insulating layer 15 becomes substantially equal to that of the surface 00. The portion of the insulating layer 15 remaining in the groove 14 becomes the element isolation region 15A (see FIG. 4B). The silicon nitride layer 12P is a layer that should originally function as a polishing stopper layer. However, at present, the polishing conditions for polishing the silicon nitride layer 12P at a certain speed must be adopted. In (B), the expression that the silicon nitride layer 12P and the insulating layer 15 are removed at the same time is used.
Although FIG. 4B shows a state in which the silicon nitride layer 12P slightly remains on the base 100, the silicon nitride layer 12P does not have to remain. In fact,
Since the polishing rate of the silicon nitride layer 12P is higher in a region where the groove portions 14 are sparsely than in a region where the groove portions 14 are densely, the silicon nitride layer 12P hardly remains.

【0027】[工程−170]最後に、パッド酸化膜1
1Pを希フッ酸水溶液を用いて除去する。このとき、パ
ッド酸化膜11P上に残存している窒化シリコン層12
Pは、パッド酸化膜11Pの除去と共に剥離される(図
4の(C)参照)。
[Step-170] Finally, the pad oxide film 1
1P is removed using a dilute hydrofluoric acid aqueous solution. At this time, the silicon nitride layer 12 remaining on the pad oxide film 11P
P is removed together with the removal of the pad oxide film 11P (see FIG. 4C).

【0028】ここで、上記の窒化シリコン層12Pと従
来の一般的な窒化シリコン層の特性について比較検討す
る。比較検討項目は、シリコンに対するドライエッチン
グ選択比、酸化シリコンに対するCMP選択比、及び、
酸化シリコンに対するウェットエッチング選択比であ
る。シリコンに対するドライエッチング選択比は、上記
[工程−140]において半導体基板10に溝部14を
形成するためのドライエッチングを窒化シリコン層12
Pをマスクとして行う場合に、マスクの性能(即ち、ド
ライエッチング耐性)を評価する指標となる。酸化シリ
コンに対するCMP選択比は、上記[工程−160]に
おいて、窒化シリコン層12Pの研磨停止層としての性
能(即ち、CMP耐性)を評価する指標となる。結果
を、下記の表1に示す。本発明で用いられる窒化シリコ
ン層12Pは、従来の一般的な窒化シリコン層に比べ、
シリコンに対するドライエッチング選択比と酸化シリコ
ンに対するCMP選択比とが若干低下しているものの、
実用性は従来の一般的な窒化シリコン層と何ら変わらな
いことが明らかとなった。
Here, the characteristics of the silicon nitride layer 12P and a conventional general silicon nitride layer will be compared and studied. The comparison items were dry etching selectivity for silicon, CMP selectivity for silicon oxide, and
It is a wet etching selectivity to silicon oxide. The dry etching selectivity to silicon is such that the dry etching for forming the groove 14 in the semiconductor substrate 10 in the above [Step-140] is performed by the silicon nitride layer 12.
When P is used as a mask, it is an index for evaluating the performance of the mask (that is, dry etching resistance). The CMP selectivity to silicon oxide is an index for evaluating the performance of the silicon nitride layer 12P as a polishing stopper layer (ie, CMP resistance) in the above [Step-160]. The results are shown in Table 1 below. The silicon nitride layer 12P used in the present invention is different from a conventional general silicon nitride layer.
Although the dry etching selectivity for silicon and the CMP selectivity for silicon oxide are slightly reduced,
It has been clarified that the practicality is no different from the conventional general silicon nitride layer.

【0029】[表1] [Table 1]

【0030】(実施の形態2)実施の形態2では、第2
の構成に係る半導体装置の製造方法を適用した選択酸化
分離のプロセスについて、図5を参照しながら説明す
る。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, the second
The process of selective oxidation separation to which the method of manufacturing a semiconductor device according to the above configuration is applied will be described with reference to FIG.

【0031】[工程−200]図5の(A)は、基体2
00上に窒化シリコン層22を形成し、窒化シリコン層
22上に更にフォトレジスト層23を形成し、フォトレ
ジスト層23を選択的に露光する状態を示している。基
体200は、例えばシリコン半導体基板から成る半導体
基板20と、この半導体基板20の表面に対して例えば
ウェット酸化を行うことにより形成された厚さ約1×1
-8m(10nm)のパッド酸化膜21から成る。パッ
ド酸化膜21は、応力緩和層として機能する膜である。
得られる窒化シリコン層22の波長2.48×10-7
(248nm)における複素屈折率(n+ik)は、
2.6+0.62iであり、実施の形態1で得られた窒
化シリコン層12と同じである。フォトレジスト層23
は、実施の形態1のフォトレジスト層13と同様に形成
することができる。露光は、図示しないフォトマスクを
介し、波長2.48×10-7mのKrFエキシマレーザ
ー光を用いて行う。露光光に照射されたフォトレジスト
層23の部分は、露光部23Aとなる。ここでは、フォ
トレジスト層23をポジ型フォトレジスト材料を用いて
構成しているので、露光部23Aではフォトレジスト材
料の低分子化反応が進行している。
[Step-200] FIG.
FIG. 3 shows a state in which a silicon nitride layer 22 is formed on the silicon nitride layer 00, a photoresist layer 23 is further formed on the silicon nitride layer 22, and the photoresist layer 23 is selectively exposed. The base 200 includes a semiconductor substrate 20 made of, for example, a silicon semiconductor substrate, and a thickness of about 1 × 1 formed by performing, for example, wet oxidation on the surface of the semiconductor substrate 20.
It is composed of a pad oxide film 21 of 0-8 m (10 nm). The pad oxide film 21 is a film that functions as a stress relaxation layer.
The wavelength of the obtained silicon nitride layer 22 is 2.48 × 10 −7 m.
The complex refractive index (n + ik) at (248 nm) is
2.6 + 0.62i, which is the same as that of the silicon nitride layer 12 obtained in the first embodiment. Photoresist layer 23
Can be formed in the same manner as the photoresist layer 13 of the first embodiment. Exposure is performed using a KrF excimer laser beam having a wavelength of 2.48 × 10 −7 m via a photomask (not shown). The portion of the photoresist layer 23 irradiated with the exposure light becomes the exposed portion 23A. Here, since the photoresist layer 23 is formed using a positive-type photoresist material, a low-molecular-weight reaction of the photoresist material is progressing in the exposed portion 23A.

【0032】[工程−210]次に、露光後のフォトレ
ジスト層23を現像することによって、パターニングさ
れたフォトレジスト層23Pを得る。得られたフォトレ
ジスト層23Pは、設計通りの寸法及び形状を有してお
り、従来問題となっていた底辺寸法の狭まりや、これに
起因するフォトレジスト層の倒壊は一切みられない。更
に、パターニングされたフォトレジスト層23Pを用い
て窒化シリコン層22を例えばドライエッチング法で除
去することにより、パターニングされた窒化シリコン層
22Pを得る。続いて、パッド酸化膜21の表出部もド
ライエッチング法で除去することにより、パターニング
されたパッド酸化膜21Pを得る(図5の(B)参
照)。このときの窒化シリコン層22及びパッド酸化膜
21のドライエッチングは、例えばマグネトロンRIE
(反応性イオン・エッチング)装置とフルオロカーボン
系ガスを用いて行うことができる。
[Step-210] Next, the patterned photoresist layer 23P is obtained by developing the exposed photoresist layer 23. The obtained photoresist layer 23P has the dimensions and shape as designed, and there is no narrowing of the bottom dimension and the collapse of the photoresist layer caused by this, which has been a problem in the past. Furthermore, the patterned silicon nitride layer 22P is obtained by removing the silicon nitride layer 22 using, for example, a dry etching method using the patterned photoresist layer 23P. Subsequently, the exposed portion of the pad oxide film 21 is also removed by a dry etching method to obtain a patterned pad oxide film 21P (see FIG. 5B). At this time, the dry etching of the silicon nitride layer 22 and the pad oxide film 21 is performed, for example, by magnetron RIE.
(Reactive ion etching) can be performed using an apparatus and a fluorocarbon-based gas.

【0033】[工程−220]次に、酸素プラズマを用
いた通常のアッシングを行い、フォトレジスト層23P
を除去する(図5の(C)参照)。
[Step-220] Next, normal ashing using oxygen plasma is performed to form a photoresist layer 23P.
(See FIG. 5C).

【0034】[工程−230]次に、パターニングされ
た窒化シリコン層22Pを用いて半導体基板20の表出
部を酸化し、半導体基板20の酸化物(ここでは酸化シ
リコン)から成る素子分離領域20Aを形成する(図5
の(D)参照)。酸化は、通常の選択酸化条件にて行う
ことができる。
[Step-230] Next, the exposed portion of the semiconductor substrate 20 is oxidized by using the patterned silicon nitride layer 22P to form an element isolation region 20A made of an oxide of the semiconductor substrate 20 (here, silicon oxide). (FIG. 5)
(D)). The oxidation can be performed under ordinary selective oxidation conditions.

【0035】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。半導体装置の構成の細部、半導体装置の製造方法に
おける加工条件や使用した材料等の詳細事項は例示に過
ぎず、適宜変更、選択、組合せが可能である。
The present invention has been described based on the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments. The details of the configuration of the semiconductor device, the processing conditions in the method of manufacturing the semiconductor device, the details of the materials used, and the like are merely examples, and can be appropriately changed, selected, and combined.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の半導体装置の製造方法によれば、窒化シリコン層上
でフォトリソグラフィを行う場合であっても、露光光の
波長における窒化シリコン層の複素屈折率(n+ik)
の虚数部係数kが0.1以上とされているために、フォ
トレジスト層を透過した露光光は窒化シリコン層に概ね
吸収され、フォトレジスト層に向けて余分な反射光を生
じない。従って、フォトレジスト層の局部的な過剰露光
が防止され、精度の高いフォトリソグラフィを行うこと
が可能となる。本発明は、特に、露光光として波長2.
48×10-7mのエキシマレーザー光を用いた場合のフ
ォトリソグラフィ精度の向上に顕著な効果を奏し、これ
によって、例えば微細な素子分離領域を精度良く形成す
ることが可能となる。
As is clear from the above description, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, even when photolithography is performed on a silicon nitride layer, the silicon nitride layer at the wavelength of the exposure light is used. Complex refractive index of (n + ik)
Since the imaginary part coefficient k is 0.1 or more, the exposure light transmitted through the photoresist layer is substantially absorbed by the silicon nitride layer, and does not generate extra reflected light toward the photoresist layer. Therefore, local overexposure of the photoresist layer is prevented, and highly accurate photolithography can be performed. The present invention is particularly applicable to light having a wavelength of 2.
The use of an excimer laser beam of 48 × 10 −7 m has a remarkable effect on the improvement of photolithography accuracy, whereby, for example, a fine element isolation region can be formed accurately.

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

【図1】本発明の第1の構成に係る半導体装置の製造方
法を適用したシャロー・トレンチ・アイソレーションの
プロセスを概念的に示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart conceptually showing a shallow trench isolation process to which a method of manufacturing a semiconductor device according to a first configuration of the present invention is applied.

【図2】図1に続くプロセスの概念的な工程図である。FIG. 2 is a conceptual process diagram of a process following FIG. 1;

【図3】図2に続くプロセスの概念的な工程図である。FIG. 3 is a conceptual process diagram of a process following FIG. 2;

【図4】図3に続くプロセスの概念的な工程図である。FIG. 4 is a conceptual process diagram of a process following FIG. 3;

【図5】本発明の第2の構成に係る半導体装置の製造方
法を適用した選択酸化分離のプロセスを概念的に示す工
程図である。
FIG. 5 is a process chart conceptually showing a selective oxidation separation process to which a method of manufacturing a semiconductor device according to a second configuration of the present invention is applied.

【図6】従来のシャロー・トレンチ・アイソレーション
のプロセスにおける露光工程を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an exposure step in a conventional shallow trench isolation process.

【図7】従来のシャロー・トレンチ・アイソレーション
のプロセスにおける問題点を説明するための概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram for describing a problem in a conventional shallow trench isolation process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20・・・半導体基板、11,21・・・パッド
酸化膜、12,12P,22,22P・・・窒化シリコ
ン層、13,13P,23,23P・・・フォトレジス
ト層、13A,23A・・・露光部、14・・・溝部、
15・・・絶縁層、15A,20A・・・素子分離領
域、100,200・・・基体
10, 20 ... semiconductor substrate, 11, 21 ... pad oxide film, 12, 12P, 22, 22P ... silicon nitride layer, 13, 13P, 23, 23P ... photoresist layer, 13A, 23A ... Exposure part, 14 ... Groove part,
15: insulating layer, 15A, 20A: element isolation region, 100, 200: base

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/94 A Fターム(参考) 2H025 AA02 AB16 AC04 AC08 DA21 DA34 DA40 4M108 AA01 AA20 AB13 5F032 AA13 AA35 AA44 DA03 DA23 DA33 5F046 PA04 5F058 BA20 BC08 BF04 BF23 BF30 BF37 BH12 BJ01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/94 A F term (Reference) 2H025 AA02 AB16 AC04 AC08 DA21 DA34 DA40 4M108 AA01 AA20 AB13 5F032 AA13 AA35 AA44 DA03 DA23 DA33 5F046 PA04 5F058 BA20 BC08 BF04 BF23 BF30 BF37 BH12 BJ01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(イ)基体上に窒化シリコン層を形成する
工程と、 (ロ)窒化シリコン層上にフォトレジスト層を形成し、
露光光を用いてフォトレジスト層を選択的に露光する工
程と、 (ハ)露光後のフォトレジスト層を現像することによっ
て、パターニングされたフォトレジスト層を得る工程、
を有する半導体装置の製造方法であって、 工程(イ)では、露光光の波長における複素屈折率(n
+ik)の虚数部係数kが0.1以上である窒化シリコ
ン層を形成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) forming a silicon nitride layer on a substrate; and (b) forming a photoresist layer on the silicon nitride layer.
(C) a step of selectively exposing the photoresist layer using exposure light; and (c) a step of obtaining a patterned photoresist layer by developing the exposed photoresist layer.
In the step (a), the complex refractive index (n) at the wavelength of the exposure light is
+ Ik). A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a silicon nitride layer having an imaginary part coefficient k of 0.1 or more.
【請求項2】露光光は、波長2.48×10-7mのエキ
シマレーザー光であ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。
2. The method according to claim 1, wherein the exposure light is excimer laser light having a wavelength of 2.48 × 10 −7 m.
【請求項3】工程(イ)では、シランガス流量とアンモ
ニアガス流量の比を制御した減圧CVD法によって窒化
シリコン層を形成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. The method according to claim 1, wherein in the step (a), the silicon nitride layer is formed by a low pressure CVD method in which a ratio of a flow rate of a silane gas to a flow rate of an ammonia gas is controlled.
【請求項4】工程(ハ)の後に、 (ニ)パターニングされたフォトレジスト層を用いて窒
化シリコン層を除去することにより、パターニングされ
た窒化シリコン層を得る工程、を更に有することを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, further comprising, after the step (c), (d) removing the silicon nitride layer using the patterned photoresist layer to obtain a patterned silicon nitride layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】基体は半導体基板であり、 工程(ニ)の後に、 (ホ)パターニングされた窒化シリコン層を用いて半導
体基板の一部を除去することにより、半導体基板に溝部
を形成する工程、を更に有することを特徴とする請求項
4に記載の半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a groove in the semiconductor substrate after the step (d) by removing a part of the semiconductor substrate using the patterned silicon nitride layer after the step (d). 5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising:
【請求項6】基体は半導体基板であり、 工程(ニ)の後に、 (ヘ)フォトレジスト層を除去する工程と、 (ト)パターニングされた窒化シリコン層を用いて半導
体基板を酸化することにより酸化物から成る素子分離領
域を形成する工程、を更に有することを特徴とする請求
項4に記載の半導体装置の製造方法。
6. The substrate is a semiconductor substrate. After the step (d), (f) removing the photoresist layer; and (g) oxidizing the semiconductor substrate using the patterned silicon nitride layer. 5. The method according to claim 4, further comprising the step of forming an element isolation region made of an oxide.
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