JP3339153B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微細パターンの製造方
法およびこの方法を用いた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 for manufacturing a fine pattern and a method for manufacturing a semiconductor device using the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、半導体集積回路の研究開発におい
て、サブハーフミクロン領域のデザインルールデバイス
が研究開発されている。これらデバイス開発において用
いられるフォトリソグラフィー技術において、現在、最
先端のステッパー(縮小投影露光機)は、KrFエキシ
マレーザー光(248nm)を光源に用い、0.37〜
0.50程度の開口数(NA)のレンズを搭載している
(例えば、ニコンNSR1505EX1、キャノンFP
A4500)。これらステッパーを用いて、サブハーフ
ミクロン(0.5μm以下)領域のデザインルールデバ
イスの研究開発が研究されている。2. Description of the Related Art Currently, in the research and development of semiconductor integrated circuits, design rule devices in the sub-half micron range are being researched and developed. In the photolithography technology used in the development of these devices, the most advanced stepper (reduction projection exposure machine) currently uses a KrF excimer laser beam (248 nm) as a light source, and a light source of 0.37 to 0.37 nm.
A lens having a numerical aperture (NA) of about 0.50 is mounted (for example, Nikon NSR1505EX1, Canon FP
A4500). Research and development of design rule devices in the sub-half micron (0.5 μm or less) region have been studied using these steppers.
【0003】ステッパーは、単一波長の光を露光光源に
用いている。単一波長で露光を行う場合には、定在波効
果と呼ばれる現象が発生することが広く知られている。
定在波が発生する原因は、レジスト膜内で露光用光の光
干渉が起こることによる。すなわち、図1に示すよう
に、入射光Pと、レジストPRと基板Sとの界面からの
反射光Rとが、レジストRRの膜内で干渉を起こすこと
による。A stepper uses light of a single wavelength as an exposure light source. It is widely known that when exposure is performed at a single wavelength, a phenomenon called a standing wave effect occurs.
The reason why the standing wave is generated is that light interference of exposure light occurs in the resist film. That is, as shown in FIG. 1, the incident light P and the reflected light R from the interface between the resist PR and the substrate S cause interference in the film of the resist RR.
【0004】その結果として、図2に示すごとく、レジ
ストに吸収される光量(縦軸)が、レジスト膜厚(横
軸)に依存して変化する。なお本明細書中、レジストに
吸収される光量とは、表面反射や、基板でのでの吸収
や、レジストから出射した光の量などを除いた、レジス
ト自体に吸収される光の量をいう。かかる吸収光量が、
レジストを光反応させるエネルギーとなる。As a result, as shown in FIG. 2, the amount of light absorbed by the resist (vertical axis) changes depending on the resist film thickness (horizontal axis). In this specification, the amount of light absorbed by the resist refers to the amount of light absorbed by the resist itself, excluding surface reflection, absorption by the substrate, and the amount of light emitted from the resist. Such absorption light quantity,
It becomes the energy to cause a photoreaction of the resist.
【0005】なお、図2は、シリコン基板の上にレジス
ト膜(XP8843)を成膜し、レジスト膜の膜厚によ
る吸収光量の変化を調べた結果である。露光用光として
は、λ=248nmのKrFを仮定した。また、吸収光
量変化の度合いは、図3と図4との比較からも理解され
るように、下地基板の種類により異なる。図2,3,4
において、レジストとしてはいずれもXP8843(シ
プレー社)を用いているが、下地は各々Si、A1−S
i、W−Siである。すなわち、下地(基板)の光学定
数(n,k)およびレジストの光学定数(n,k)によ
り定まる多重干渉を考慮した複素振幅反射率(R)によ
り、吸収光量の変化の度合いは定まる。((R)は実数
部と虚数部とをもつベクトル量である)。FIG. 2 shows the result of examining a change in the amount of absorbed light depending on the thickness of a resist film (XP8843) formed on a silicon substrate. As the exposure light, KrF of λ = 248 nm was assumed. Further, the degree of change in the amount of absorbed light differs depending on the type of the underlying substrate, as can be understood from a comparison between FIG. 3 and FIG. Figures 2, 3, 4
, XP8843 (Shipley) is used as a resist, but the underlying layers are Si and A1-S, respectively.
i, W-Si. That is, the degree of change in the amount of absorbed light is determined by the complex amplitude reflectance (R) in consideration of multiple interference determined by the optical constant (n, k) of the base (substrate) and the optical constant (n, k) of the resist. ((R) is a vector quantity having a real part and an imaginary part).
【0006】さらに、実デバイスにおいては、図5に略
示するように、基板S面には必ず凹凸が存在する。たと
えば、基板Sには、所定パターンのポリシリコン膜など
が形成されることがあり、ポリシリコン等の凸部Inが
存在する。このため、レジストPRを塗布した際、レジ
スト膜厚は、段差の上部と下部とで異なることになる。
つまり凸部In上のレジスト膜厚dPR2 は、それ以外の
レジスト膜厚dPR1 よりも小さくなる。Further, in an actual device, there are always irregularities on the surface of the substrate S as schematically shown in FIG. For example, a predetermined pattern of a polysilicon film or the like may be formed on the substrate S, and a projection In such as polysilicon is present. Therefore, when the resist PR is applied, the resist film thickness differs between the upper part and the lower part of the step.
That is, the resist film thickness d PR2 on the protrusion In is smaller than the other resist film thickness d PR1 .
【0007】定在波効果は、レジスト膜厚により異なる
ことは前記説明したとおりであり、このため、定在波効
果の影響を受けることにより、レジストに吸収される光
量の変化も、各々変わって来る。その結果、露光、現像
後に得られるレジストパターンの寸法が、段差の上部と
下部とで、異なってしまう。As described above, the standing wave effect varies depending on the resist film thickness. Therefore, the effect of the standing wave effect changes the amount of light absorbed by the resist. come. As a result, the dimensions of the resist pattern obtained after exposure and development are different between the upper part and the lower part of the step.
【0008】上記定在波効果のパターン寸法に及ぼす影
響は、同一波長、同一開口数のステッパーを用いた場
合、パターンが細かければ細かいほど顕著化し、どの種
類のレジストについても、共通に見られる現象である。
半導体装置等のデバイス作製時のフォトリソグラフィー
工程におけるレジストパターンの寸法精度は、一般に±
5%である。トータルでは±5%よりも緩くても実用可
とは考えられるが、フォーカスその他の、他の要因によ
るバラツキも生ずることを考え合わせれば、レジスト露
光時におけるパターン精度は、この±5%以内に収める
ことが望まれる。この±5%の寸法精度を達成するため
には、定在波効果の低減が必須である。The effect of the standing wave effect on the pattern size becomes more pronounced as the pattern becomes finer when a stepper having the same wavelength and the same numerical aperture is used, and is common to any type of resist. It is a phenomenon.
Generally, the dimensional accuracy of a resist pattern in a photolithography process at the time of manufacturing a device such as a semiconductor device is ±
5%. The total accuracy is considered to be practicable even if it is less than ± 5%, but considering the occurrence of variations due to other factors such as focus, the pattern accuracy at the time of resist exposure is kept within ± 5%. It is desired. In order to achieve the dimensional accuracy of ± 5%, it is essential to reduce the standing wave effect.
【0009】図6に、レジスト膜内での吸収光量の変動
(横軸)に対する、レジストパターンの寸法変動(縦
軸)を示す。図6から明らかなように、たとえば0.3
5μmルールのデバイスの作製を行うには、レジスト膜
の吸収光量の変動は、レンジ6%以下であることが要求
される。FIG. 6 shows a dimensional change (vertical axis) of the resist pattern with respect to a change in the amount of absorbed light in the resist film (horizontal axis). As is apparent from FIG.
In order to manufacture a device having a rule of 5 μm, the fluctuation of the amount of light absorbed by the resist film is required to be within a range of 6% or less.
【0010】さらに、実際の半導体デバイス作成時にお
いては、段差構造を有し、かつ図7に示すように、反射
率が異なる複数の領域A,Bが形成された下地基板上
に、一回の露光で、微細なレジストパターンが良好に安
定して形成できることが要求される。なお、図7におい
て、符号2は、シリコン基板、符号4はポリシリコン
膜、符号6はタングステンシリサイド膜、符号8は酸化
シリコン膜、符号10はレジスト膜、符号12はフォト
マスクを示す。図7に示す例では、酸化シリコン膜8を
フォトマスク12を用いてパターン加工する例を示し、
領域Aと領域Bとでは、下地基板からの反射率が相違す
る。Further, when an actual semiconductor device is manufactured, a single step is performed on a base substrate having a step structure and a plurality of regions A and B having different reflectivities as shown in FIG. It is required that a fine resist pattern can be satisfactorily and stably formed by exposure. In FIG. 7, reference numeral 2 denotes a silicon substrate, reference numeral 4 denotes a polysilicon film, reference numeral 6 denotes a tungsten silicide film, reference numeral 8 denotes a silicon oxide film, reference numeral 10 denotes a resist film, and reference numeral 12 denotes a photomask. In the example shown in FIG. 7, an example in which the silicon oxide film 8 is patterned using a photomask 12 is shown.
The reflectance from the base substrate is different between the region A and the region B.
【0011】図8に示すように、下地基板からの反射率
が異なると、当然レジスト膜の吸収光量は異なる。この
ような状況においても、一回の露光で、微細なレジスト
パターンを良好に、しかも安定して形成するためには、
レジスト膜の吸収光量の変動は、たとえ下地基板からの
反射率が基板の膜面で異なる領域があるとしても、上記
レンジは6%以下であることが要求される。As shown in FIG. 8, when the reflectance from the underlying substrate is different, the amount of light absorbed by the resist film is naturally different. Even in such a situation, in order to form a fine and fine resist pattern with a single exposure, and stably,
The variation in the amount of light absorbed by the resist film requires that the above range be 6% or less even if there are regions where the reflectance from the underlying substrate differs on the film surface of the substrate.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上述した要求に答える
べく、現在各方面で反射防止技術の検討が精力的に行わ
れている。本発明者は、レジスト膜の吸収光量の変動
を、例えばレンジ6%以下とする手段について、鋭意検
討した結果、タングステンシリサイドなどの高融点金属
シリサイド、Al−Siなどの金属、およびポリシリコ
ンなどのシリコン系材料の上に、SiC、SiOx 、S
ix Oy Nz 、Siz Ny などの反射防止膜を成膜し、
その上からレジスト膜を成膜することで、定在波効果を
低減できることを見い出している。In order to meet the above-mentioned demands, antireflection techniques are being actively studied in various fields. The inventor of the present invention has made intensive studies on means for reducing the variation in the amount of light absorbed by the resist film to, for example, a range of 6% or less. As a result, refractory metal silicide such as tungsten silicide, metal such as Al-Si, and polysilicon SiC, SiO x , S on silicon-based material
i x O y N z, an antireflection film such as Si z N y is deposited,
It has been found that the standing wave effect can be reduced by forming a resist film thereon.
【0013】しかしながら、これらの反射防止膜の材料
は、あくまで反射防止を施すべき基板材料に対して合わ
せ込まれて決定される。当然、実際のデバイス作成時に
おいては、一回の露光量域内で、段差構造を有し、かつ
反射率がマスクパターンの場所場所において異なるよう
な基板上に、マスクパターンを形成しなければならない
場合がある。この場合には、反射率が場所場所において
異なることに起因して、レジスト膜の吸収光量が、マス
クパターンの場所場所において異なり、結果として、レ
ジスト膜の吸収光量の変動をレンジ6%以下にさせるこ
とができない。However, the materials of these antireflection films are determined in accordance with the material of the substrate to be antireflection. Naturally, in actual device fabrication, when a mask pattern must be formed on a substrate having a step structure and having a different reflectivity at the location of the mask pattern within a single exposure area. There is. In this case, the amount of light absorbed by the resist film differs at the location of the mask pattern due to the difference in reflectance at the location, and as a result, the variation in the amount of light absorbed by the resist film is reduced to a range of 6% or less. Can not do.
【0014】段差構造を有し、かつ反射率が場所場所で
異なる下地基板上に、良好なマスクパターンを形成する
ための従来技術としては、多層レジスト法、さらにはマ
スクを複数枚に分けて、すなわち複数回の露光でパター
ン形成を行う方法が知られている。As a conventional technique for forming a good mask pattern on a base substrate having a stepped structure and having different reflectivities at places, a multilayer resist method, and further, a mask is divided into a plurality of sheets. That is, a method of performing pattern formation by a plurality of exposures is known.
【0015】ただし、多層レジスト法に関しては、プロ
セスの複雑さ故に、また、複数回の露光法に関しては、
位置合わせ精度に対する要求がきわめて厳しくなる故
に、半導体デバイスの製造プロセスなどで要求される、
微細パターンの形成方法にはなり得ない。However, the multi-layer resist method is complicated due to the complexity of the process.
Since the demand for alignment accuracy becomes extremely strict, it is required in the manufacturing process of semiconductor devices, etc.
It cannot be a method for forming a fine pattern.
【0016】そこで、段差構造を有し、かつ反射率が異
なる複数の異なる高反射領域を有する下地基板上におい
ても、一回の露光で、微細なレジストパターンを、良好
に、しかも安定して形成することができる反射防止技術
の確立が望まれている。本発明は、上記実情に鑑みてな
され、相互に異なる光学条件を有する少なくとも二つの
領域を含む下地基板上に、一回の露光で、微細なレジス
トパターンを、良好に、しかも安定して形成することが
できる微細パターンの製造方法およびそれを用いた半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。Therefore, a fine resist pattern can be satisfactorily and stably formed by a single exposure even on an undersubstrate having a step structure and a plurality of different high reflection regions having different reflectivities. It is desired to establish an anti-reflection technology capable of performing the above. The present invention has been made in view of the above circumstances, and forms a fine resist pattern in a single exposure on a base substrate including at least two regions having mutually different optical conditions, in a favorable and stable manner. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fine pattern and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、
被加工膜上に、フォトリソグラフィー工程に用いる露光
用光の波長に対して光吸収性が高く、高融点金属、高融
点金属化合物および高融点金属シリサイドのうちのいず
れかの材料で構成される高吸収膜を形成する工程と、こ
の高吸収膜上に反射防止膜を形成する工程と、この反射
防止膜上にレジスト膜を形成する工程と、このレジスト
膜をフォトリソグラフィー法により所定のパターンに加
工する工程と、上記所定パターンのレジスト膜をマスク
として、上記反射防止膜、高吸収膜および被加工膜を所
定パターンにエッチング加工し、被加工膜にホールを形
成する工程と、上記ホール内に入り込むように、上記反
射防止膜上に、高融点金属、高融点金属化合物および高
融点金属シリサイドのうちのいずれかの材料で構成され
る下地膜を形成する工程と、上記下地膜が形成された上
記ホール内に、導電性プラグ層を埋め込み形成する工程
と、その後、全面エッチバック法により、上記ホール内
部以外の下地膜、反射防止膜、高吸収膜および導電性プ
ラグ層の上方一部をエッチチング加工する工程と、を含
む。To achieve SUMMARY and operation for solving the above objects, a manufacturing method of the engaging Ru semi conductor arrangement in the present invention,
On the film to be processed, a high light-absorbing property with respect to the wavelength of the exposure light used in the photolithography process, and a high melting point metal, a high melting point metal compound, or a high melting point metal silicide Forming an absorption film, forming an antireflection film on the high absorption film, forming a resist film on the antireflection film, and processing the resist film into a predetermined pattern by photolithography. Forming a hole in the film to be processed by etching the antireflection film, the high absorption film and the film to be processed into a predetermined pattern by using the resist film having the predetermined pattern as a mask; As described above, on the antireflection film, a base film made of any one of a high melting point metal, a high melting point metal compound and a high melting point metal silicide is formed. And a step of burying and forming a conductive plug layer in the hole in which the base film is formed, and thereafter, a base film other than the inside of the hole, an antireflection film, a high absorption film, Etching the upper part of the conductive plug layer.
【0021】本発明では、i線(365nm)、または
それよりも短波長の光、たとえばi線、KrF、ArF
エキシマレーザを光源に用いて、下地基板上に、微細パ
ターンを作成する際に、一回の露光で、微細なレジスト
パターンを、良好に、しかも安定して形成するために、
まず、当該下地基板上に、高吸収膜を形成する。この高
吸収膜は、フォトリソグラフィー工程に用いる露光用光
の波長に対して光吸収性の高い膜であり、この膜を形成
することで、光学条件が相違する領域(しかも双方共に
比較的高反射の領域)が形成された下地基板からの反射
光を2%以下にすることができる。この高吸収膜を下地
基板上に形成することで、光学条件が相違する領域から
反射される反射光は、共に2%以下となり、下地基板を
単一種類の基板とみなすことができる。In the present invention, light having a wavelength of i-ray (365 nm) or shorter, for example, i-ray, KrF, ArF
Using excimer laser as a light source, when forming a fine pattern on the underlying substrate, in order to form a fine resist pattern in a single exposure, good and stable
First, a high absorption film is formed on the base substrate. This high absorption film is a film having a high light absorption for the wavelength of the exposure light used in the photolithography process. By forming this film, the region where the optical conditions are different (and both have relatively high reflection) Light reflected from the undersubstrate on which the (region) is formed can be reduced to 2% or less. By forming this high absorption film on the underlying substrate, the reflected light reflected from the regions having different optical conditions is 2% or less, and the underlying substrate can be regarded as a single type of substrate.
【0022】露光用光に対し、光学条件が相違する領域
から反射される反射光を、共に2%以下にするような高
吸収膜の決定は、以下の手段を用いて行った。 (I)光学条件が相違する領域を、それぞれ単一の基板
とみなし、これら複数の基板のそれぞれに対して、レジ
スト膜内での露光用光の多重干渉を考慮した、レジスト
を光反応させるエネルギーとなるレジストに吸収される
光量を求める。吸収光量の度合は、それぞれの基板の光
学定数(n,k)により異なる。The following means was used to determine a high-absorbing film so that the amount of light reflected from regions having different optical conditions with respect to the exposure light was 2% or less. (I) An area in which the optical conditions are different is regarded as a single substrate, and the energy for photoreacting the resist with respect to each of the plurality of substrates in consideration of multiple interference of exposure light in the resist film. The amount of light absorbed by the resist is determined. The degree of the amount of absorbed light differs depending on the optical constant (n, k) of each substrate.
【0023】(II)光学定数が異なる複数の基板のそれ
ぞれに対して、当該基板上に、高吸収成膜(k>0)が
あると仮定して、その高吸収膜の膜厚を除々に増加させ
て域、レジスト膜内での露光用光の多重干渉を考慮した
レジスト膜に吸収される光量を求める。(II) For each of a plurality of substrates having different optical constants, assuming that a high absorption film (k> 0) is formed on the substrate, the thickness of the high absorption film is gradually reduced. The amount of light absorbed by the resist film is determined in consideration of the multiple interference of the exposure light within the resist film.
【0024】(III)上記(II)で求めた光学定数の異
なる複数の基板上に、高吸収膜があると仮定して求め
た、それぞれの基板に対する、レジスト膜内部の吸収光
量の変動結果に於て、それぞれの結果が同一となるよう
な、高吸収膜の光学定数および膜厚を求める。(III) Variations in the amount of absorbed light inside the resist film for each substrate obtained on the assumption that there are high absorption films on a plurality of substrates having different optical constants obtained in (II) above. Here, the optical constant and the film thickness of the high absorption film are determined so that each result is the same.
【0025】(IV)上記(III)で得た条件を有する実
際の材質の膜を、本発明における高吸収膜として用い
る。 上記(I)〜(IV)の手段を用いて、本発明において使
用することができる高吸収膜を探したところ、n=0.
5〜7、k=1.5〜3.5である単結晶シリコン、多
結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープトシリコンなど
のシリコン系材料が望ましいことが判明した。このよう
なシリコン系材料の高吸収膜の膜厚は、9.5〜40n
mで用いることが好ましいことが判明した。(IV) A film of an actual material having the conditions obtained in the above (III) is used as the high absorption film in the present invention. When a high-absorbing film that can be used in the present invention was searched for using the above-mentioned means (I) to (IV), n = 0.
It has been found that silicon-based materials such as monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and doped silicon having 5 to 7 and k = 1.5 to 3.5 are desirable. The thickness of such a silicon-based high absorption film is 9.5 to 40 n.
It has been found preferable to use m.
【0026】また、タングステンまたはチタンなどの高
融点金属または高融点金属の化合物、特に、チタンナイ
トライド、チタンオキシナイトライドなどのチタン系材
料が望ましいことが判明した。このような高融点金属ま
たは高融点金属の化合物は、露光用光に対して、n=
0.5〜3.0、k=0.5〜3.0の光学定数を有す
る。また、この高融点金属または高融点金属の化合物で
構成される高吸収膜の膜厚は、15〜120nmで用い
ることが好ましいことが判明した。It has also been found that a high melting point metal such as tungsten or titanium or a compound of a high melting point metal, particularly a titanium-based material such as titanium nitride or titanium oxynitride, is desirable. Such a refractory metal or a compound of a refractory metal has n =
It has an optical constant of 0.5 to 3.0 and k = 0.5 to 3.0. In addition, it has been found that the thickness of the high-absorbing film made of the high-melting-point metal or the compound of the high-melting-point metal is preferably 15 to 120 nm.
【0027】また、タングステンシリサイドなどの高融
点金属シリサイド系材料が望ましいことが判明した。こ
の高融点金属シリサイド系材料は、露光用光に対して、
n=0.5〜4.5、k=1.5〜3.5の光学定数を
有する。また、この高融点金属シリサイドで構成される
高吸収膜の膜厚は、8〜30nmで用いることが好まし
いことが判明した。Further, it has been found that a high melting point metal silicide-based material such as tungsten silicide is desirable. This refractory metal silicide-based material is
It has optical constants of n = 0.5 to 4.5 and k = 1.5 to 3.5. Further, it has been found that the thickness of the high absorption film composed of the high melting point metal silicide is preferably 8 to 30 nm.
【0028】このような材料の高吸収膜を、相互に異な
る光学条件を有する少なくとも二つの領域を含む下地基
板上に形成することで、下地基板からの反射率を2%以
下に抑えることができ、光学的には、下地基板を単一種
類の基板としてみなすことが可能になる。By forming a highly absorbing film of such a material on a base substrate including at least two regions having mutually different optical conditions, the reflectance from the base substrate can be suppressed to 2% or less. Optically, the underlying substrate can be regarded as a single type of substrate.
【0029】本発明では、このような高吸収膜の上に、
反射防止膜を形成する。反射防止膜の決定は、以下の手
段を用いて行った。 (I)任意に定めたある膜厚のレジストの膜厚に対し、
反射防止膜の光学条件(n,k)を連続的に変化させ
(ただし、反射防止膜の膜厚は固定しておく)た際のレ
ジスト膜内で吸収される吸収光量の等高線を求める。In the present invention, on such a high absorption film,
An anti-reflection film is formed. The determination of the antireflection film was performed using the following means. (I) For a resist film of a certain thickness that is arbitrarily determined,
Contour lines of the amount of light absorbed in the resist film when the optical conditions (n, k) of the antireflection film are continuously changed (however, the thickness of the antireflection film is fixed) are obtained.
【0030】(II)上記(I)で求めた各レジスト膜の
膜厚におけるレジスト内部の吸収光量の等高線の結果に
おいて、吸収光量の差が最小になる共通領域を見い出
し、この共通領域により限定される光学条件を、(I)
において定めた反射防止膜の膜厚における光学条件
(n,k)とする。(II) In the result of the contour line of the amount of absorbed light inside the resist at the thickness of each resist film obtained in the above (I), a common area where the difference in the amount of absorbed light is minimized is found and limited by this common area. Optical conditions, (I)
The optical conditions (n, k) for the film thickness of the antireflection film determined in the above.
【0031】(III)反射防止膜の膜厚を変化させて、
上記(I),(II)の操作を繰り返し行い、反射防止膜
の各膜厚に対する各最適条件の光学定数(n,k)を求
める。 (IV)上記(III)で得られた最適条件の光学定数を有
する実際の材質の反射防止膜を見い出す。(III) By changing the thickness of the antireflection film,
By repeating the above operations (I) and (II), the optical constants (n, k) of each optimum condition for each film thickness of the antireflection film are obtained. (IV) An anti-reflection film of an actual material having an optical constant of the optimum condition obtained in the above (III) is found.
【0032】次に、図面を参照して、本発明に用いられ
る反射防止膜の包括的条件を決定する上記手段(I)〜
(IV)について、より具体的に説明する。 定在波効果の極大値間、または極小値間のレジスト膜
厚は、レジストの屈折率をnPRとし、露光用光の波長を
λとすると、λ/4nで与えられる(図9参照)。Next, referring to the drawings, the above means (I) to (4) for determining the comprehensive conditions of the antireflection film used in the present invention.
(IV) will be described more specifically. Between the maximum value of the standing wave effect, or resist film thickness between the minimum value, when the refractive index of the resist and n PR, the wavelength of the exposure light is lambda, it is given by lambda / 4n (see FIG. 9).
【0033】レジストと下地基板との間に、反射防止
膜ARLを過程して、その膜厚さd arl ,光学定数をn
arl ,karl とする。 図9におけるある1点(例えば、定在波効果が極大と
なる膜厚)の膜厚に着目すると、反射防止膜の膜厚さd
arl を固定してnarl ,karl を変化させた場合、その
点におけるレジスト膜の吸収光量は変化する。この変化
する軌跡、すなわち吸収光量の等高線を求めると、図1
0に示すようになる。Antireflection between resist and underlying substrate
In the process of the film ARL, its thickness d arl, The optical constant is n
arl, KarlAnd One point in FIG. 9 (for example, when the standing wave effect is maximal)
The thickness d of the anti-reflection film
arlAnd fix narl, KarlIf you change the
The amount of light absorbed by the resist film at a point changes. This change
When the locus of the light, that is, the contour line of the absorbed light quantity is obtained, FIG.
0.
【0034】他の異なったレジスト膜厚dPRについ
て、少なくとも定在波効果を極大もしくは極小にする膜
厚を基準にして、λ/8nPR間隔で4ケ所に対して、
を繰り返し行うと、図10に対応した図11〜図13が
得られる(図10〜図13は、反射防止膜厚を20nm
に規定し、レジスト膜厚を各々985nm、1000n
m、1018nm、1035nmとした結果を示す)。
以上は、上記手段(I)に該当する。With respect to other different resist film thicknesses d PR , at least at four locations at λ / 8n PR intervals, based on the film thickness at which the standing wave effect is maximized or minimized.
11 to 13 corresponding to FIG. 10 are obtained (FIGS. 10 to 13 show that the antireflection film thickness is 20 nm).
And the resist film thicknesses are 985 nm and 1000 n, respectively.
m, 1018 nm, and 1035 nm are shown).
The above corresponds to the above means (I).
【0035】図10〜図13の各々グラフの共通領域
は、反射防止膜の特定の膜厚について、レジスト膜厚が
変化しても、レジスト膜内での吸収光量が変化しない領
域を示している。すなわち、上記共通領域は、定在波効
果を最小にする、反射防止効果が最も高い領域である。
よって、かかる共通領域を見い出す。共通領域を見い出
すのは、例えば簡便には、各図(グラフ)を重ね合わせ
て、共通領域をとることにより、行うことができる(も
ちろん、コンピュータでの共通領域の検索により行って
もよい)。これは上記手段(II)に該当する。The common areas of the graphs in FIGS. 10 to 13 show areas where the amount of absorbed light in the resist film does not change even if the resist film thickness changes for a specific antireflection film thickness. . That is, the common area is an area where the standing wave effect is minimized and the antireflection effect is the highest.
Therefore, such a common area is found. The common area can be found, for example, simply by superimposing the respective figures (graphs) and taking the common area (of course, the common area may be searched by a computer). This corresponds to the above-mentioned means (II).
【0036】次に、反射防止膜の膜厚dを連続的に変
化させて上記を繰り返す。たとえば最初のステッ
プのまでは、d=20nmとして操作を行ったとする
と、dを変えて、上記を繰り返し行う。これにより、定
在波効果を最小にするような反射防止膜の膜厚darl 、
光学定数narl ,karl の条件を特定できる。これは上
記手段(III)に該当する。Next, the above is repeated while the thickness d of the antireflection film is continuously changed. For example, assuming that the operation is performed with d = 20 nm up to the first step, the above is repeated while changing d. Thereby, the thickness d arl of the antireflection film that minimizes the standing wave effect,
The conditions of the optical constants n arl and k arl can be specified. This corresponds to the above means (III).
【0037】上記で特定した反射防止膜の満たすべ
き条件(膜厚、光学定数)を満足するような膜の種類
を、露光用光における各膜種の光学定数を測定すること
により、見い出す。これは手段(IV)に該当する。上記
手法は、全ての波長、全ての下地基板に対して、原理的
に適用可能である。The type of film that satisfies the conditions (film thickness, optical constant) to be satisfied by the antireflection film specified above is found by measuring the optical constant of each film type in exposure light. This corresponds to the means (IV). The above method is applicable in principle to all wavelengths and all underlying substrates.
【0038】上記(I)〜(IV)の手段で、本発明に係
る方法で好適に用いることができる反射防止膜について
検討したところ、SiX Oy Nz 膜またはSiX Ny 膜
が特に適切であることが判明した。すなわち、高吸収膜
として、上記材料を用いた場合には、反射防止膜として
は、n=1.8〜2.6、k=0.1〜0.8の光学定
数を有する有機膜もしくは無機膜、特に、SiX Oy N
z 膜(水素Hを含有してもよい)またはSiX Ny膜
を、20〜150nmの膜厚で用いることが好ましいこ
とが判明した。[0038] In means of the (I) ~ (IV), was examined for the reflection preventing film can be suitably used in the process according to the present invention, Si X O y N z film or Si X N y film is particularly It turned out to be appropriate. That is, when the above material is used as the high absorption film, the antireflection film is an organic film or an inorganic film having an optical constant of n = 1.8 to 2.6 and k = 0.1 to 0.8. film, in particular, Si X O y N
The z film (may contain hydrogen H) or Si X N y film was found that it is preferable to use a film thickness of 20 to 150 nm.
【0039】これらSiX Oy Nz 膜またはSiX Ny
膜は、各種CVD法により容易に成膜することができ
る。たとえば、これら膜は、平行平板型プラズマCVD
法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイアスECR
プラズマCVD法を利用し、マイクロ波を用いて、シラ
ン系ガスと酸素および窒素を含むガスと(たとえばSi
H4 +O2 +N2 )の混合ガス、またはシラン系ガスと
窒素を含むガス(たとえばSiH4 +N2 O)の混合ガ
スとを用いて成膜することができる。また、その際に、
バッファガスとして、アルゴンArガスなどを用いるこ
とができる。[0039] These Si X O y N z film or Si X N y
The film can be easily formed by various CVD methods. For example, these films are formed by parallel plate type plasma CVD.
Method, ECR plasma CVD method, or bias ECR
A silane-based gas and a gas containing oxygen and nitrogen (for example, Si
A film can be formed using a mixed gas of H 4 + O 2 + N 2 ) or a mixed gas of a silane-based gas and a gas containing nitrogen (for example, SiH 4 + N 2 O). At that time,
Argon Ar gas or the like can be used as the buffer gas.
【0040】たとえば、SiX Oy Nz 膜は、図14に
示すように、製膜時の条件、特にシラン系ガスの流量比
に応じて、得られる膜の光学定数(n,k)を、nが
1.5〜2.7の範囲、kが0.1〜0.8の範囲で自
由に変えることができるので、特定の下地基板のための
反射防止膜として要求される光学定数の値を持つ反射防
止膜を容易に作ることができる。For example, as shown in FIG. 14, the optical constants (n, k) of the obtained Si x O y N z film are changed according to the conditions at the time of film formation, particularly the flow rate ratio of the silane-based gas. , N can be freely changed in the range of 1.5 to 2.7 and k is in the range of 0.1 to 0.8, so that the optical constant required as an antireflection film for a specific base substrate can be changed. An antireflection film having a value can be easily formed.
【0041】また、これらSiX Oy Nz 膜またはSi
X Ny 膜は、レジストをマスクとして、CF4 、CHF
3 、C2 F6 、C4 F8 、SF6 、S2 F2 、NF3 系
ガスをエッチャントとし、Arを添加してイオン性を高
めたRIEにより、容易にエッチングすることができ
る。そのRIEは、約2Pa程度の圧力下で、10〜1
00W程度のパワーをかけて行うことが好ましい。ま
た、RIE時のガスの流量は、特に限定されないが、5
〜70SCCMであることが好ましい。The Si X O y N z film or Si
The XNy film is formed of CF 4 , CHF using a resist as a mask.
3, C 2 F 6, the C 4 F 8, SF 6, S 2 F 2, NF 3 series gas as an etchant, by the addition of Ar RIE with increased ionic, can be easily etched. The RIE is performed under a pressure of about 2 Pa,
It is preferable to apply power of about 00W. Further, the flow rate of the gas at the time of RIE is not particularly limited.
Preferably it is ~ 70 SCCM.
【0042】また、パターンが転写された高吸収性膜を
マスクとして、下地基板にパターンを転写した後は、フ
ッ素系のガスを用いたエッチバック法により、シリコン
系、高融点金属系、高融点金属化合物系または高融点金
属シリサイド系の高吸収性膜は、容易に除去することが
できる。After the pattern is transferred to the underlying substrate using the highly absorbent film to which the pattern has been transferred as a mask, a silicon-based, high-melting-point metal-based, high-melting-point metal is etched by an etch-back method using a fluorine-based gas. The metal compound-based or high melting point metal silicide-based highly absorbent film can be easily removed.
【0043】上述した本発明に係る微細パターンの製造
方法では、段差を有し、しかも光学条件が相違する複数
の領域を有する下地基板上であっても、i線(365n
m)よりも短波長の光、たとえばi線、KrF、ArF
エキシマレーザを光源に用いて、一回の露光で、微細な
レジストパターンを、良好に、しかも安定して形成する
ことができる。In the above-described method for manufacturing a fine pattern according to the present invention, the i-line (365n) is formed even on a base substrate having a plurality of regions having steps and different optical conditions.
light of shorter wavelength than m), such as i-line, KrF, ArF
Using an excimer laser as a light source, a fine resist pattern can be satisfactorily and stably formed by a single exposure.
【0044】本発明に係る微細パターンの製造方法は、
特に、微細パターンを有する半導体装置の製造方法に対
して好適に用いることができる。The method for producing a fine pattern according to the present invention comprises:
In particular, it can be suitably used for a method for manufacturing a semiconductor device having a fine pattern.
【0045】[0045]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲内で種々に改変することができる。実施例1 この実施例は、本発明を、i線(365nm)よりも短
波長の光、例えばi線,KrF,ArFエキシマリソグ
ラフィーを用いて半導体を製造する際に、反射率の異な
る複数の高反射層領域を有する一枚の下地基板上に、微
細なマスクパターンを転写する半導体製造工程におい
て、この下地基板全面に成膜する高吸収膜として、多結
晶シリコン、アモルファスシリコン、ドープドポリシリ
コン等のシリコン系材料を用いた例である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention is not limited to the following examples, and can be variously modified within the scope of the present invention. Embodiment 1 In this embodiment, when manufacturing a semiconductor using light having a wavelength shorter than i-line (365 nm), for example, i-line, KrF, or ArF excimer lithography, a plurality of high reflectivity elements having different reflectivities are used. In a semiconductor manufacturing process in which a fine mask pattern is transferred onto one base substrate having a reflective layer region, polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped polysilicon, or the like is used as a high absorption film formed on the entire base substrate. This is an example using a silicon-based material.
【0046】本実施例の半導体製造方法では、まず、図
15に示すように、たとえばシリコンウェーハなどで構
成された半導体基板20上に、ゲート絶縁層を介して、
ポリシリコン層22およびタングステンシリサイド24
から成るポリサイド構造のゲート電極を形成する。その
上に、酸化シリコン膜等の透明絶縁膜26を成膜する。
この透明絶縁膜26において、タングステンシリサイド
24の上部に位置する領域Aと、半導体基板20の表面
に形成される不純物拡散層の上部に位置する領域Bとで
は、フォトマスク30を用いて露光を行う際に、下地基
板25(ポリシリコン膜22、タングステンシリサイド
膜24および透明絶縁膜26が形成された半導体基板2
0)の光学条件が相違する。In the semiconductor manufacturing method of the present embodiment, first, as shown in FIG. 15, a semiconductor substrate 20 made of, for example, a silicon wafer is placed on a semiconductor substrate 20 with a gate insulating layer interposed therebetween.
Polysilicon layer 22 and tungsten silicide 24
A gate electrode having a polycide structure composed of A transparent insulating film 26 such as a silicon oxide film is formed thereon.
In the transparent insulating film 26, a region A located above the tungsten silicide 24 and a region B located above the impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate 20 are exposed using the photomask 30. At this time, the base substrate 25 (the semiconductor substrate 2 on which the polysilicon film 22, the tungsten silicide film 24, and the transparent insulating film 26 are formed)
The optical condition 0) is different.
【0047】そこで、本実施例では、透明絶縁膜26の
上に、まず、高吸収膜32を全面に成膜する。本実施例
では、高吸収膜32としては、ポリシリコン、非晶質シ
リコン、ドープトシリコンなどのシリコン系材料を用い
る。i線(365nm)、KrF(248nm)、Ar
F(193nm)における多結晶シリコン(Poly−
Si)、非晶質シリコン(α−Si)の光学定数(屈折
率n)および吸収係数α(l/nm)は、下の表1の通
りである。Therefore, in this embodiment, first, the high absorption film 32 is formed on the entire surface of the transparent insulating film 26. In this embodiment, as the high absorption film 32, a silicon-based material such as polysilicon, amorphous silicon, and doped silicon is used. i-line (365 nm), KrF (248 nm), Ar
F (193 nm) polycrystalline silicon (Poly-
The optical constants (refractive index n) and absorption coefficient α (1 / nm) of Si) and amorphous silicon (α-Si) are as shown in Table 1 below.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】厚みdの膜の透過率Tは、入射光量I0 、
透過光量をIとし、波長をλとし、膜の吸収係数をα
(=4πk/λ)とすると、 T(=I0 /I)=exp(−αd)で与えられる。す
なわち、透過率Tは、吸収係数が大きいほど、そして膜
が厚いほど小さくなり、1/e2 程度で透過率は13.
5%程度となる。入射光は、該膜と下層膜界面での反射
率をR(=10〜80%)とするとI×Rの光が該膜へ
と反射する。したがって、一回の反射で戻ってくる反射
光成分は、入射光量を1とすると、0.135(=1/
e2 )×(0.1〜0.8)(=R)×0.135(=
1/e 2 )=0.0018〜0.014程度に減衰す
る。すなわち、1/e2 程度に光を減衰するような膜を
用いることにより、もはや反射光は全く無視できるレベ
ルとなる。The transmittance T of the film having the thickness d is represented by the incident light amount I0 ,
Let the transmitted light amount be I, the wavelength be λ, and the absorption coefficient of the film be α
(= 4πk / λ), T (= I0 / I) = exp (−αd). You
That is, the transmittance T increases as the absorption coefficient increases, and
Is larger, the smaller the 1 / eTwo The transmittance is 13.
It is about 5%. Incident light is reflected at the interface between the film and the underlying film
When the ratio is R (= 10 to 80%), I × R light is transmitted to the film.
And reflect. Therefore, the reflection that returns in one reflection
Assuming that the incident light amount is 1, the light component is 0.135 (= 1 /
eTwo) × (0.1-0.8) (= R) × 0.135 (=
1 / e Two) = Attenuate to about 0.0018 to 0.014
You. That is, 1 / eTwo A film that attenuates light to some extent
By using it, the reflected light can no longer be ignored.
It becomes.
【0050】したがって、このような条件を満足する高
吸収膜を、下地基板の全面に成膜すれば、いかに反射率
の異なる複数の高反射層を有する下地基板上において
も、該基板は、同一の反射率のみを有する単一基板と等
価となる。上記高吸収性膜として、多結晶シリコン、非
晶質シリコン、ドープトポリシリコン等のシリコン系材
料を用いる場合、上記表1より、αd≧2を満たすため
には、d=9.5〜40nmの膜厚で用いれば良いこと
が分かる。Therefore, if a high absorption film satisfying such conditions is formed on the entire surface of the base substrate, the same substrate can be formed on the base substrate having a plurality of high reflection layers having different reflectivities. Is equivalent to a single substrate having only the reflectance of In the case where a silicon-based material such as polycrystalline silicon, amorphous silicon, or doped polysilicon is used as the high-absorbency film, as shown in Table 1, in order to satisfy αd ≧ 2, d = 9.5 to 40 nm. It can be seen that it is sufficient to use a film having a thickness of.
【0051】図16に、シリコン基板上に40nmの膜
厚のポリシリコン膜を成膜し、該膜上にレジストを塗布
した際の定在波効果を示す。レジストとしては、XP8
843を用いた。レジストのnPRおよびkPRは、それぞ
れ1.802および0.0107であった。ポリシリコ
ン膜のnpolyおよびkpolyは、それぞれ1.68および
3.27であった。半導体基板のnsub およびk
sub は、それぞれ1.572および3.583であっ
た。露光用光としては、波長λが248nmのKrFを
用いた。FIG. 16 shows the standing wave effect when a polysilicon film having a thickness of 40 nm is formed on a silicon substrate and a resist is applied on the film. As a resist, XP8
843 was used. The n PR and k PR of the resist were 1.802 and 0.0107, respectively. The n poly and k poly of the polysilicon film were 1.68 and 3.27, respectively. Nsub and k of the semiconductor substrate
sub was 1.572 and 3.583, respectively. KrF having a wavelength λ of 248 nm was used as exposure light.
【0052】図17に、タングステンシリサイド上に、
やはり40nmの膜厚のポリシリコン膜を成膜し、該膜
上にレジストを塗布した際の定在波効果を示す。レジス
トとしては、XP8843を用いた。レジストのnPRお
よびkPRは、それぞれ1.802および0.0107で
あった。ポリシリコン膜のnpolyおよびkpolyは、それ
ぞれ1.68および3.27であった。タングステンシ
リサイドのnWSi およびkWSi は、それぞれ1.96お
よび2.69であった。露光用光としては、波長λが2
48nmのKrFを用いた。FIG. 17 shows that tungsten silicide is
Again, a standing wave effect when a polysilicon film having a thickness of 40 nm is formed and a resist is applied on the film is shown. XP8843 was used as a resist. The n PR and k PR of the resist were 1.802 and 0.0107, respectively. The n poly and k poly of the polysilicon film were 1.68 and 3.27, respectively. The n WSi and k WSi of the tungsten silicide were 1.96 and 2.69, respectively. As the exposure light, the wavelength λ is 2
48 nm KrF was used.
【0053】両図において、横軸に、レジスト膜厚、縦
軸に、レジストを実際に感光させる成分であるレジスト
吸収光量を取っている。図16と図17とを比較する
と、同一の結果となっている。すなわち、いかに反射率
の異なる複数の高反射層領域を有する下地基板上におい
ても、膜厚9.5〜40nmの多結晶シリコン、非晶質
シリコン、ドープドポリシリコン等のシリコン系材料を
下地基板全面に成膜することにより、該下地基板は同一
の反射のみを有する基板と実質的に等価となる。In both figures, the horizontal axis represents the resist film thickness, and the vertical axis represents the amount of resist absorption which is a component that actually exposes the resist. 16 and 17 show the same result. That is, a silicon-based material such as polycrystalline silicon, amorphous silicon, or doped polysilicon having a thickness of 9.5 to 40 nm can be formed on an underlying substrate having a plurality of highly reflective layer regions having different reflectivities. By forming a film on the entire surface, the base substrate is substantially equivalent to a substrate having only the same reflection.
【0054】したがって、図15に示すように、光学条
件が相違する領域A,Bが形成された下地基板25上
に、本実施例の高吸収層32を全面に設けることで、そ
の下地基板25を、光学的に単一の基板と同様に扱うこ
とが可能になることが証明された。Therefore, as shown in FIG. 15, the high absorption layer 32 of the present embodiment is provided on the entire surface of the base substrate 25 on which the regions A and B having different optical conditions are formed. Has been proved to be able to be treated optically like a single substrate.
【0055】高吸収層32の表面には、図15に示すレ
ジスト膜28を直接または反射防止膜34を介して成膜
する。その後、フォトマスク30を用いて、レジスト膜
28をパターン加工すれば、定在波効果を最小にして、
レジスト膜28を高精度で微細パターンに加工すること
ができる。A resist film 28 shown in FIG. 15 is formed directly or via an antireflection film 34 on the surface of the high absorption layer 32. After that, if the resist film 28 is patterned using the photomask 30, the standing wave effect can be minimized.
The resist film 28 can be processed into a fine pattern with high accuracy.
【0056】図18は、下地基板として、シリコン基板
およびタングステンシリサイドのそれぞれの上に、高吸
収膜として9.5〜40nmのポリシリコンを成膜し、
その上に、反射防止膜として、20〜150nmの膜厚
のSiX Oy Nz 膜(水素Hを含有)を成膜し、その上
にレジスト膜を成膜した場合、その定在波効果を示す。
図18から明らかなように、下地基板の種類に拘らず、
定在波効果を双方ともに同様に最小限にできることが確
認された。FIG. 18 shows that a 9.5 to 40 nm polysilicon film is formed as a high absorption film on each of a silicon substrate and tungsten silicide as a base substrate.
When a Si x O y N z film (containing hydrogen H) having a thickness of 20 to 150 nm is formed thereon as an antireflection film, and a resist film is formed thereon, the standing wave effect is obtained. Is shown.
As is clear from FIG. 18, regardless of the type of the underlying substrate,
It has been confirmed that the standing wave effect can be similarly minimized in both cases.
【0057】なお、図18に示す実験において、レジス
トとしては、XP8843を用いた。レジストのnPRお
よびkPRは、それぞれ1.802および0.0107で
あった。ポリシリコン膜のnpolyおよびkpolyは、それ
ぞれ1.68および3.27であった。タングステンシ
リサイドのnWSi およびkWSi は、それぞれ1.96お
よび2.69であった。半導体基板のnsub およびk
sub は、それぞれ1.572および3.583であっ
た。SiX Oy Nz 膜のnarl およびkarl は、それぞ
れ2.15および0.67であった。In the experiment shown in FIG. 18, XP8843 was used as a resist. The n PR and k PR of the resist were 1.802 and 0.0107, respectively. The n poly and k poly of the polysilicon film were 1.68 and 3.27, respectively. The n WSi and k WSi of the tungsten silicide were 1.96 and 2.69, respectively. Nsub and k of the semiconductor substrate
sub was 1.572 and 3.583, respectively. Si X O y N z n arl and k arl membranes were respectively 2.15 and 0.67.
【0058】露光用光としては、波長λが248nmの
KrFを用いた。また、SiX OyNz 膜は、平行平板
型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしく
はバイアスECRプラズマCVD法を利用し、マイクロ
波(2.45GHz)を用いて、SiH4 +O2 +N2
の混合ガスを用いて成膜した。As exposure light, KrF having a wavelength λ of 248 nm was used. Further, the Si X O y N z film is formed by using a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method and using microwaves (2.45 GHz) to form SiH 4 + O 2 + N 2.
Was formed using a mixed gas of
【0059】実施例2 この実施例2では、高吸収膜として、チタンナイトライ
ド、チタンオキシナイトライド、などのチタン系材料を
用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の有効性
を証明した。 Example 2 In Example 2, the effect of the present invention was evaluated in the same manner as in Example 1 except that a titanium-based material such as titanium nitride or titanium oxynitride was used as the high absorption film. Proved.
【0060】i線(365nm)、KrF(248n
m)、ArF(193nm)におけるTiN、TiON
の光学定数(屈折率n)および吸収係数α(l/nm)
は、下の表2の通りである。I-line (365 nm), KrF (248 n
m), TiN, TiON in ArF (193 nm)
Constant (refractive index n) and absorption coefficient α (l / nm)
Are as shown in Table 2 below.
【0061】[0061]
【表2】 [Table 2]
【0062】上記表2より、実施例1と同様にして、チ
タンナイトライド、チタンオキシナイトライド、などの
チタン系材料において、αd≧2を満たすためには、d
=15〜120nmの膜厚で用いれば良いことが分か
る。図19に、シリコン基板上に120nmの膜厚のチ
タンナイトライドTiN膜を成膜し、該膜上にレジスト
を塗布した際の定在波効果を示す。レジストとしては、
XP8843を用いた。レジストのnPRおよびkPRは、
それぞれ1.802および0.0107であった。Ti
N膜のnTiN およびkTiN は、それぞれ2.19および
1.6であった。半導体基板のnsub およびksub は、
それぞれ1.57および3.58であった。露光用光と
しては、波長λが248nmのKrFを用いた。From Table 2 above, in the same manner as in Example 1, in order to satisfy αd ≧ 2 in titanium-based materials such as titanium nitride and titanium oxynitride, d
It can be seen that a film thickness of 15 to 120 nm may be used. FIG. 19 shows the standing wave effect when a titanium nitride TiN film having a thickness of 120 nm is formed on a silicon substrate and a resist is applied on the film. As a resist,
XP8843 was used. The n PR and k PR of the resist are
They were 1.802 and 0.0107, respectively. Ti
The n TiN and k TiN of the N film were 2.19 and 1.6, respectively. N sub and k sub of the semiconductor substrate are
They were 1.57 and 3.58, respectively. KrF having a wavelength λ of 248 nm was used as exposure light.
【0063】図20に、タングステンシリサイド上に、
やはり120nmの膜厚のTiN膜を成膜し、該膜上に
レジストを塗布した際の定在波効果を示す。レジストと
しては、XP8843を用いた。レジストのnPRおよび
kPRは、それぞれ1.802および0.0107であっ
た。TiN膜のnTiN およびkTiN は、それぞれ2.1
9および1.6であった。タングステンシリサイドのn
WSi およびkWSi は、それぞれ1.96および2.69
であった。露光用光としては、波長λが248nmのK
rFを用いた。FIG. 20 shows that on tungsten silicide
Again, a standing wave effect when a 120 nm thick TiN film is formed and a resist is applied on the film is shown. XP8843 was used as a resist. The n PR and k PR of the resist were 1.802 and 0.0107, respectively. N TiN and k TiN of the TiN film are each 2.1.
9 and 1.6. N of tungsten silicide
WSi and k WSi are 1.96 and 2.69, respectively.
Met. As the exposure light, K having a wavelength λ of 248 nm is used.
rF was used.
【0064】両図において、横軸に、レジスト膜厚、縦
軸に、レジストを実際に感光させる成分であるレジスト
吸収光量を取っている。図19と図20とを比較する
と、同一の結果となっている。すなわち、いかに反射率
の異なる複数の高反射層領域を有する下地基板上におい
ても、膜厚15〜120nmのTiN,TiON等のチ
タン系材料を下地基板全面に成膜することにより、該下
地基板は同一の反射のみを有する基板と実質的に等価と
なる。In both figures, the horizontal axis indicates the resist film thickness, and the vertical axis indicates the amount of resist absorption which is a component that actually exposes the resist. 19 and 20 show the same result. That is, even on an undersubstrate having a plurality of high-reflection layer regions having different reflectivities, a titanium-based material such as TiN or TiON having a film thickness of 15 to 120 nm is formed on the entire undersubstrate so that the undersubstrate can be formed. This is substantially equivalent to a substrate having only the same reflection.
【0065】したがって、図15に示すように、光学条
件が相違する領域A,Bが形成された下地基板25上
に、本実施例の高吸収層32を全面に設けることで、そ
の下地基板25を、光学的に単一の基板と同様に扱うこ
とが可能になることが証明された。Therefore, as shown in FIG. 15, the high absorption layer 32 of the present embodiment is provided on the entire surface of the base substrate 25 on which the regions A and B having different optical conditions are formed. Has been proved to be able to be treated optically like a single substrate.
【0066】高吸収層32の表面には、図15に示すレ
ジスト膜28を直接または反射防止膜34を介して成膜
する。その後、フォトマスク30を用いて、レジスト膜
28をパターン加工すれば、定在波効果を最小にして、
レジスト膜28を高精度で微細パターンに加工すること
ができる。A resist film 28 shown in FIG. 15 is formed directly or via an antireflection film 34 on the surface of the high absorption layer 32. After that, if the resist film 28 is patterned using the photomask 30, the standing wave effect can be minimized.
The resist film 28 can be processed into a fine pattern with high accuracy.
【0067】実施例3 この実施例3では、高吸収膜として、タングステン、タ
ングステンシリサイドなどの高融点金属または高融点金
属シリサイド系材料を用いた以外は、実施例1と同様に
して、本発明の有効性を証明した。 Example 3 In Example 3, the present invention was carried out in the same manner as in Example 1 except that a high melting point metal such as tungsten or tungsten silicide or a high melting point metal silicide-based material was used as the high absorption film. Proven effectiveness.
【0068】i線(365nm)、KrF(248n
m)、ArF(193nm)におけるW,WSiの光学
定数(屈折率n)および吸収係数α(l/nm)は、下
の表3の通りである。I-line (365 nm), KrF (248 n
m), optical constants (refractive index n) and absorption coefficient α (1 / nm) of W and WSi in ArF (193 nm) are as shown in Table 3 below.
【0069】[0069]
【表3】 [Table 3]
【0070】上記表3より、実施例1と同様にして、タ
ングステン、タングステンシリサイドなどの高融点金属
または高融点金属シリサイド系材料において、αd≧2
を満たすためには、d=8〜30nmの膜厚で用いれば
良いことが分かる。図21に、シリコン基板上に30n
mの膜厚のタングステンシリサイドWSi膜を成膜し、
該膜上にレジストを塗布した際の定在波効果を示す。レ
ジストとしては、XP8843を用いた。レジストのn
PRおよびkPRは、それぞれ1.802および0.010
7であった。WSi膜のnWSi およびkWSi は、それぞ
れ1.96および2.69であった。半導体基板のn
sub およびksub は、それぞれ1.57および3.58
であった。露光用光としては、波長λが248nmのK
rFを用いた。As shown in Table 3, in the same manner as in Example 1, in the case of a high melting point metal such as tungsten and tungsten silicide or a high melting point metal silicide-based material, αd ≧ 2
It can be seen that in order to satisfy the above condition, the film thickness d should be 8 to 30 nm. FIG. 21 shows that 30 n
m of tungsten silicide WSi film,
7 shows the standing wave effect when a resist is applied on the film. XP8843 was used as a resist. Resist n
PR and k PR were 1.802 and 0.010, respectively.
It was 7. The n WSi and k WSi of the WSi film were 1.96 and 2.69, respectively. N of the semiconductor substrate
sub and k sub are 1.57 and 3.58, respectively.
Met. As the exposure light, K having a wavelength λ of 248 nm is used.
rF was used.
【0071】図22に、タングステンシリサイド上に、
やはり30nmの膜厚のWSi膜を成膜し、該膜上にレ
ジストを塗布した際の定在波効果を示す。レジストとし
ては、XP8843を用いた。レジストのnPRおよびk
PRは、それぞれ1.802および0.0107であっ
た。WSi膜のnWSi およびkWSi は、それぞれ1.9
6および2.69であった。露光用光としては、波長λ
が248nmのKrFを用いた。FIG. 22 shows that tungsten silicide is
Again, a standing wave effect when a WSi film having a thickness of 30 nm is formed and a resist is applied on the film is shown. XP8843 was used as a resist. N PR and k of resist
The PR was 1.802 and 0.0107, respectively. N WSi and k WSi of the WSi film are respectively 1.9.
6 and 2.69. Exposure light has a wavelength λ
Used KrF of 248 nm.
【0072】両図において、横軸に、レジスト膜厚、縦
軸に、レジストを実際に感光させる成分であるレジスト
吸収光量を取っている。図21と図22とを比較する
と、同一の結果となっている。すなわち、いかに反射率
の異なる複数の高反射層領域を有する下地基板上におい
ても、膜厚8〜30nmのW,WSi等の高融点金属ま
たは高融点金属シリサイド系材料を下地基板全面に成膜
することにより、該下地基板は同一の反射のみを有する
基板と実質的に等価となる。したがって、図15に示す
ように、光学条件が相違する領域A,Bが形成された下
地基板25上に、本実施例の高吸収層32を全面に設け
ることで、その下地基板25を、光学的に単一の基板と
同様に扱うことが可能になることが証明された。In both figures, the horizontal axis represents the resist film thickness, and the vertical axis represents the amount of resist absorption which is a component that actually exposes the resist. 21 and 22 show the same result. That is, a high melting point metal such as W or WSi or a high melting point metal silicide-based material such as W or WSi having a thickness of 8 to 30 nm is formed on the entire surface of the base substrate even on the base substrate having a plurality of high reflection layer regions having different reflectivities. Thereby, the base substrate is substantially equivalent to a substrate having only the same reflection. Therefore, as shown in FIG. 15, by providing the high absorption layer 32 of the present embodiment on the entire surface of the base substrate 25 on which the regions A and B having different optical conditions are formed, It was proved that it was possible to handle the same as a single substrate.
【0073】高吸収層32の表面には、図15に示すレ
ジスト膜28を直接または反射防止膜34を介して成膜
する。その後、フォトマスク30を用いて、レジスト膜
28をパターン加工すれば、定在波効果を最小にして、
レジスト膜28を高精度で微細パターンに加工すること
ができる。A resist film 28 shown in FIG. 15 is formed directly or via an antireflection film 34 on the surface of the high absorption layer 32. After that, if the resist film 28 is patterned using the photomask 30, the standing wave effect can be minimized.
The resist film 28 can be processed into a fine pattern with high accuracy.
【0074】実施例4 本実施例4では、図23に示すように、実際に半導体装
置に微細パターンを製造する方法について説明する。図
23(A)に示すように、たとえばシリコンウェーハな
どで構成された半導体基板20上に、ゲート絶縁層を介
して、ポリシリコン層22およびタングステンシリサイ
ド24から成るポリサイド構造のゲート電極を形成す
る。その上に、被加工膜として、酸化シリコン膜等の透
明絶縁膜26を成膜する。この透明絶縁膜26におい
て、タングステンシリサイド24の上部に位置する領域
と、半導体基板20の表面に形成される不純物拡散層の
上部に位置する領域とでは、露光を行う際に、下地基板
25(ポリシリコン膜22、タングステンシリサイド膜
24および透明絶縁膜26が形成された半導体基板2
0)の光学条件が相違する。 Embodiment 4 In Embodiment 4, as shown in FIG. 23, a method of actually manufacturing a fine pattern on a semiconductor device will be described. As shown in FIG. 23A, a gate electrode having a polycide structure including a polysilicon layer 22 and a tungsten silicide 24 is formed on a semiconductor substrate 20 formed of, for example, a silicon wafer via a gate insulating layer. A transparent insulating film 26 such as a silicon oxide film is formed thereon as a film to be processed. In the transparent insulating film 26, a region located above the tungsten silicide 24 and a region located above the impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate 20 have a lower substrate 25 (poly) when performing exposure. Semiconductor substrate 2 on which silicon film 22, tungsten silicide film 24 and transparent insulating film 26 are formed
The optical condition 0) is different.
【0075】そこで、本実施例では、透明絶縁膜26の
上に、まず、高吸収膜32を全面に成膜する。本実施例
では、高吸収膜32としては、実施例1と同様に、ポリ
シリコン、非晶質シリコン、ドープトシリコンなどのシ
リコン系材料を用いる。高吸収膜32の膜厚は、たとえ
ば40nmである。膜厚40nmの多結晶シリコン、非
晶質シリコン、ドープドポリシリコン等のシリコン系材
料を、下地基板25の全面に成膜することにより、該下
地基板25は同一の反射のみを有する基板と実質的に等
価となる。Therefore, in this embodiment, first, the high absorption film 32 is formed on the entire surface of the transparent insulating film 26. In this embodiment, as in the first embodiment, a silicon-based material such as polysilicon, amorphous silicon, or doped silicon is used as the high absorption film 32. The thickness of the high absorption film 32 is, for example, 40 nm. By forming a silicon-based material such as polycrystalline silicon, amorphous silicon, or doped polysilicon having a thickness of 40 nm over the entire surface of the base substrate 25, the base substrate 25 is substantially the same as a substrate having only the same reflection. Are equivalent to each other.
【0076】次に、その高吸収膜32の表面に、反射防
止膜34を成膜する。反射防止膜34としては、たとえ
ば30nm程度の膜厚のSiX Oy Nz 膜(水素Hを含
有)またはSiX Ny 膜を、平行平板型プラズマCVD
法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイアスECR
プラズマCVD法を利用し、マイクロ波(2.45GH
z)を用いて、SiH4 +O2 +N2 の混合ガスを用い
て成膜した。Next, an antireflection film 34 is formed on the surface of the high absorption film 32. As the anti-reflection film 34, for example, a Si X O y N z film (containing hydrogen H) or a Si X N y film having a thickness of about 30 nm is formed by a parallel plate type plasma CVD.
Method, ECR plasma CVD method, or bias ECR
Microwave (2.45 GHz) using plasma CVD
Using z), a film was formed using a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 .
【0077】次に、この反射防止膜34の上に、レジス
ト膜28を成膜した。レジスト膜28としては、XP8
843を用いた。次に、フォトマスクを用いて露光を行
い、レジスト28に微細パターン40a,40bを形成
した。露光用光としては、波長λが248nmのKrF
を用いた。Next, a resist film 28 was formed on the antireflection film 34. As the resist film 28, XP8
843 was used. Next, exposure was performed using a photomask to form fine patterns 40a and 40b on the resist. As exposure light, KrF having a wavelength λ of 248 nm is used.
Was used.
【0078】その際に、高吸収膜32および反射防止膜
34をレジスト膜28の下層側に位置させることで、下
地基板25に光学条件が相違する領域が形成されていて
も、定在波効果の影響をほとんどなくすことができ、安
定して良好な微細パターン40a,bを形成することが
できた。At this time, the high absorption film 32 and the anti-reflection film 34 are positioned below the resist film 28 so that even if a region having different optical conditions is formed on the underlying substrate 25, the standing wave effect can be obtained. Was almost eliminated, and good fine patterns 40a and 40b could be formed stably.
【0079】次に、本実施例では、図23(B)に示す
ように、微細パターン40a,40bが形成されたレジ
スト膜28をマスクとして、反射防止層34および高吸
収層32をエッチングした。エッチングに際しては、C
HF3 (50〜100SCCM)+O2 (30SCCM)などの
フッ素ガスを用い、2Pa程度の圧力下で、100〜1
000W程度のパワーをかけ、イオン性を高めたRIE
(リアクティブイオンエッチング)を行った。Next, in this embodiment, as shown in FIG. 23B, the antireflection layer 34 and the high absorption layer 32 were etched using the resist film 28 on which the fine patterns 40a and 40b were formed as a mask. When etching, C
Using a fluorine gas such as HF 3 (50-100 SCCM) + O 2 (30 SCCM), under a pressure of about 2 Pa, 100-1
RIE with high power of about 000W to enhance ionicity
(Reactive ion etching).
【0080】次に、図23(C)に示すように、レジス
ト28を酸素プラズマを用いて除去した。次に、図23
(C)に示す状態で、下地基板25の全面をエッチバッ
ク処理した。エッチバック処理に際しては、フッ素ガス
を用い、2Pa程度の圧力下で、10〜100W程度の
パワーをかけ、イオン性を高めたRIEによりエッチバ
ックを行った。このエッチバックにより、図23
(D),(E)に示すように、SiX Oy Nz 膜または
SiX Ny 膜で構成される反射防止膜34およびシリコ
ン系材料で構成される高吸収膜32が、下地の透明絶縁
膜26と共にエッチング加工される。エッチバック処理
は、タングステンシリサイド層24および半導体基板2
0の表面に到達する微細コンタクトホール42a,42
bが形成された時点で終了する。Next, as shown in FIG. 23C, the resist 28 was removed using oxygen plasma. Next, FIG.
In the state shown in (C), the entire surface of the base substrate 25 was etched back. In the etch-back process, fluorine gas was used at a pressure of about 2 Pa, a power of about 10 to 100 W was applied, and etch-back was performed by RIE with enhanced ionicity. By this etch back, FIG.
As shown in (D) and (E), an anti-reflection film 34 composed of a Si x O y N z film or a Si x N y film and a high absorption film 32 composed of a silicon-based material form a transparent underlayer. Etching is performed together with the insulating film 26. The etch-back process is performed on the tungsten silicide layer 24 and the semiconductor substrate 2.
Contact holes 42a, 42 reaching the surface
The process ends when b is formed.
【0081】上記エッチバック処理が終了した時点でも
って、反射率の異なる複数の高反射層を有する下地基板
25上に、微細なマスクパターンを一回の露光で形成し
たこととなる。実施例5 本実施例5では、図23に示すように、実際に半導体装
置に微細パターンを製造する方法について説明する。こ
の実施例5では、実施例4と比較し、高吸収膜32とし
て、チタンナイトライド、チタンオキシナイトライドな
どのチタン系材料膜(100nm)で構成し、図23
(B)に示す工程でのチタン系材料の高吸収膜32のエ
ッチング加工時に、塩素系ガスを用いてRIEし、図2
3(C)〜(E)に示す工程のエッチバック処理で、C
HF3 (50〜100SCCM)+C2F2 (30SCCM)な
どのフッ素ガスを用いた以外は、実施例4と同様にし
て、半導体装置の製造を行った。At the time when the above-mentioned etch-back process is completed, a fine mask pattern is formed by one exposure on the base substrate 25 having a plurality of high reflection layers having different reflectivities. Fifth Embodiment In a fifth embodiment, a method of actually manufacturing a fine pattern on a semiconductor device as shown in FIG. 23 will be described. In the fifth embodiment, as compared with the fourth embodiment, the high absorption film 32 is formed of a titanium-based material film (100 nm) such as titanium nitride or titanium oxynitride.
At the time of etching the high absorption film 32 made of a titanium-based material in the process shown in FIG.
In the etch-back process of the steps shown in FIGS.
A semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 4, except that a fluorine gas such as HF 3 (50 to 100 SCCM) + C 2 F 2 (30 SCCM) was used.
【0082】なお、図23(C)〜(D)に示す工程と
でのエッチングの選択比は、SiO 2 /SiOx Ny :
H=3〜8程度、SiO2 /TiN=3〜8程度であっ
た。このエッチバックは、ゲート電極、およびアクティ
ブ層である半導体基板の表面に夫々にエッチングが到達
した時点で終了する。Note that the steps shown in FIGS.
The etching selectivity in Two / SiOxNy:
H = about 3 to 8, SiOTwo / TiN = about 3 to 8
Was. This etch back is performed by the gate electrode and active
Etching reaches the surface of the semiconductor substrate
It ends when it does.
【0083】上記エッチングが終了した時点でもって、
反射率の異なる複数の高反射層を有する下地基板上に、
微細なマスクパターンを一回の露光で形成することがで
きる。実施例6 本実施例6では、図23に示すように、実際に半導体装
置に微細パターンを製造する方法について説明する。こ
の実施例6では、実施例4と比較し、高吸収膜32とし
て、タングステン、タングステンシリサイド等の高融点
金属または高融点金属シリサイド系材料膜(30nm)
で構成し、図23(B)に示す工程での高融点金属また
は高融点金属系シリサイド系材料の高吸収膜32のエッ
チング加工時に、塩素系ガスを用いてRIEし、図23
(C)〜(E)に示す工程のエッチバック処理で、CH
F3 (50〜100SCCM)+C2 F2 (30SCCM)など
のフッ素ガスを用いた以外は、実施例4と同様にして、
半導体装置の製造を行った。At the time when the above etching is completed,
On a base substrate having a plurality of high reflection layers having different reflectances,
A fine mask pattern can be formed by one exposure. Embodiment 6 In Embodiment 6, as shown in FIG. 23, a method for actually manufacturing a fine pattern on a semiconductor device will be described. In the sixth embodiment, as compared with the fourth embodiment, as the high absorption film 32, a high melting point metal such as tungsten or tungsten silicide or a high melting point metal silicide-based material film (30 nm) is used.
When the high absorption film 32 made of a high melting point metal or a high melting point metal silicide-based material is etched in the step shown in FIG.
In the etch-back process in the steps shown in (C) to (E), CH
Except that a fluorine gas such as F 3 (50-100 SCCM) + C 2 F 2 (30 SCCM) was used,
A semiconductor device was manufactured.
【0084】本実施例でも、反射率の異なる複数の高反
射層を有する下地基板上に、微細なマスクパターンを一
回の露光で形成することができる。実施例7 本実施例7では、図24に示すように、実際に半導体装
置に微細パターンを製造する方法について説明する。Also in this embodiment, a fine mask pattern can be formed on a base substrate having a plurality of high reflection layers having different reflectivities by a single exposure. Embodiment 7 In Embodiment 7, as shown in FIG. 24, a method of actually manufacturing a fine pattern on a semiconductor device will be described.
【0085】図24(A)に示すように、たとえばシリ
コンウェーハなどで構成された半導体基板20上に、ゲ
ート絶縁層を介して、ポリシリコン層22およびタング
ステンシリサイド24から成るポリサイド構造のゲート
電極を形成する。その上に、被加工膜として、酸化シリ
コン膜等の透明絶縁膜26を成膜する。この透明絶縁膜
26において、タングステンシリサイド24の上部に位
置する領域と、半導体基板20の表面に形成される不純
物拡散層の上部に位置する領域とでは、露光を行う際
に、下地基板25(ポリシリコン膜22、タングステン
シリサイド膜24および透明絶縁膜26が形成された半
導体基板20)の光学条件が相違する。As shown in FIG. 24A, a gate electrode having a polycide structure composed of a polysilicon layer 22 and a tungsten silicide 24 is formed on a semiconductor substrate 20 composed of, for example, a silicon wafer via a gate insulating layer. Form. A transparent insulating film 26 such as a silicon oxide film is formed thereon as a film to be processed. In the transparent insulating film 26, a region located above the tungsten silicide 24 and a region located above the impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate 20 have a lower substrate 25 (poly) when performing exposure. The optical conditions of the semiconductor substrate 20) on which the silicon film 22, the tungsten silicide film 24, and the transparent insulating film 26 are formed are different.
【0086】そこで、本実施例では、透明絶縁膜26の
上に、まず、高吸収膜32を全面に成膜する。本実施例
では、高吸収膜32としては、実施例2と同様に、チタ
ンナイトライド、チタンオキシナイトライドなどのチタ
ン系材料を用いる。高吸収膜32の膜厚は、たとえば1
00nmである。膜厚100nmのチタン系材料の高吸
収膜32を、下地基板25の全面に成膜することによ
り、該下地基板25は同一の反射のみを有する基板と実
質的に等価となる。Therefore, in this embodiment, first, the high absorption film 32 is formed on the entire surface of the transparent insulating film 26. In this embodiment, a titanium-based material such as titanium nitride or titanium oxynitride is used for the high absorption film 32 as in the second embodiment. The thickness of the high absorption film 32 is, for example, 1
00 nm. By forming a high absorption film 32 of a titanium-based material with a thickness of 100 nm over the entire surface of the base substrate 25, the base substrate 25 is substantially equivalent to a substrate having only the same reflection.
【0087】次に、その高吸収膜32の表面に、反射防
止膜34を成膜する。反射防止膜34としては、たとえ
ば100nm程度の膜厚のSiX Oy Nz 膜(水素Hを
含有)またはSiX Ny 膜を、平行平板型プラズマCV
D法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイアスEC
RプラズマCVD法を利用し、マイクロ波(2.45G
Hz)を用いて、SiH4 +O2 +N2 の混合ガスを用
いて成膜した。Next, an anti-reflection film 34 is formed on the surface of the high absorption film 32. As the anti-reflection film 34, for example, a Si X O y N z film (containing hydrogen H) or a Si X N y film having a thickness of about 100 nm is formed by a parallel plate type plasma CV.
D method, ECR plasma CVD method, or bias EC
Microwave (2.45G) using R plasma CVD method
(Hz) using a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 .
【0088】次に、この反射防止膜34の上に、レジス
ト膜28を成膜した。レジスト膜28としては、XP8
843を用いた。次に、フォトマスクを用いて露光を行
い、レジスト28に微細パターン40a,40bを形成
した。露光用光としては、波長λが248nmのKrF
を用いた。Next, a resist film 28 was formed on the antireflection film 34. As the resist film 28, XP8
843 was used. Next, exposure was performed using a photomask to form fine patterns 40a and 40b on the resist. As exposure light, KrF having a wavelength λ of 248 nm is used.
Was used.
【0089】その際に、高吸収膜32および反射防止膜
34をレジスト膜28の下層側に位置させることで、下
地基板25に光学条件が相違する領域が形成されていて
も、定在波効果の影響をほとんどなくすことができ、安
定して良好な微細パターン40a,bを形成することが
できた。At this time, the high absorption film 32 and the anti-reflection film 34 are positioned below the resist film 28, so that even if a region having different optical conditions is formed on the underlying substrate 25, the standing wave effect can be obtained. Was almost eliminated, and good fine patterns 40a and 40b could be formed stably.
【0090】次に、本実施例では、図23(B)に示す
ように、微細パターン40a,40bが形成されたレジ
スト膜28をマスクとして、反射防止層34、高吸収層
32、および透明絶縁膜26を順次エッチングした。S
iX Oy Nz 膜(水素Hを含有)またはSiX Ny 膜で
構成される反射防止層34のエッチングに際しては、S
2 F2 (5〜30SCCM)、C4 F8 (30〜70SCCM)
+CHF3 (10〜30SCCM)、CHF3 (50〜10
0SCCM)+O 2 (3〜20SCCM)などのフッ素ガスを用
い、2Pa程度の圧力下で、100〜1000W程度の
パワーをかけ、イオン性を高めたRIE(リアクティブ
イオンエッチング)を行った。Next, in this embodiment, FIG.
As described above, the registration with the fine patterns 40a and 40b
Anti-reflection layer 34, high absorption layer
32 and the transparent insulating film 26 were sequentially etched. S
iXOyNzFilm (containing hydrogen H) or SiXNyWith membrane
At the time of etching the antireflection layer 34 thus constituted,
Two FTwo (5-30 SCCM), CFour F8 (30-70 SCCM)
+ CHFThree (10-30 SCCM), CHFThree (50-10
0SCCM) + O Two (3-20 SCCM) or other fluorine gas
Under a pressure of about 2 Pa, about 100 to 1000 W
RIE (Reactive)
Ion etching).
【0091】チタン系の高吸収膜32のエッチングは、
塩素系ガスを用いて行った。透明絶縁膜26のエッチン
グは、S2 F2 (5〜30SCCM)、C4 F8 (30〜7
0SCCM)+CHF3 (10〜30SCCM)、CHF3 (5
0〜100SCCM)+O2 (3〜20SCCM)などのフッ素
ガスを用い、2Pa程度の圧力下で、100〜1000
W程度のパワーをかけ、イオン性を高めたRIE(リア
クティブイオンエッチング)により行った。このエッチ
ングは、タングステンシリサイド膜24を有するゲート
電極の表面、および半導体基板20のアクティブ層の表
面にエッチングが到達した状態で終了する。このエッチ
ングにより、透明絶縁膜26には、微細パターンのコン
タクトホール42a,42bが形成された。The etching of the titanium-based high absorption film 32 is performed by
This was performed using a chlorine-based gas. The etching of the transparent insulating film 26 is performed by S 2 F 2 (5 to 30 SCCM) and C 4 F 8 (30 to 7 SCCM).
0 SCCM) + CHF 3 (10-30 SCCM), CHF 3 (5
0 to 100 SCCM) + O 2 (3 to 20 SCCM), etc., and under a pressure of about 2 Pa, 100 to 1000
This was performed by RIE (reactive ion etching) in which a power of about W was applied and ionicity was enhanced. This etching ends when the etching reaches the surface of the gate electrode having the tungsten silicide film 24 and the surface of the active layer of the semiconductor substrate 20. By this etching, contact holes 42a and 42b of a fine pattern were formed in the transparent insulating film 26.
【0092】次に、図24(C)に示すように、レジス
ト28を酸素プラズマを用いて除去した。次に、図24
(C)に示す状態で、その下地基板25の表面に、図2
4(D)に示すように、コンタクトホール42a,42
b内に入り込むように、チタン膜46およびチタンナイ
トライド膜48を夫々2nm、30nm程度成膜した。
これは選択タングステンを用いて配線構造を形成する際
の密着層となる層である。Next, as shown in FIG. 24C, the resist 28 was removed using oxygen plasma. Next, FIG.
2C, the surface of the base substrate 25 is
4D, the contact holes 42a, 42a
A titanium film 46 and a titanium nitride film 48 were formed to have a thickness of about 2 nm and 30 nm, respectively, so as to enter the area b.
This is a layer that becomes an adhesion layer when a wiring structure is formed using selective tungsten.
【0093】その後、タングステンによる選択成長法を
用いて、コンタクトホール42a,42b内に、タング
ステンで構成される導電性プラグ層44a,44bを埋
め込んだ。その後、タングステンで構成される導電性プ
ラグ層44a,44bをフッソ系のガスを用いて、エッ
チバックした後に、チタン膜46、チタンナイトライド
膜48、SiOx Ny :HもしくはSix Ny などで構
成される反射防止層34、およびチタン系高吸収膜32
を、塩素系のガスを用いて、除去した。Thereafter, the conductive plug layers 44a and 44b made of tungsten were buried in the contact holes 42a and 42b by using the selective growth method using tungsten. Thereafter, a conductive plug layer 44a composed of tungsten, 44b using a fluorine-based gas, after etch back, a titanium film 46, a titanium nitride film 48, SiO x N y: H or Si x N y, etc. -Reflection layer 34 composed of: and titanium-based high absorption film 32
Was removed using a chlorine-based gas.
【0094】その結果、図25(F)に示すように、微
細パターンのコンタクトホール42a,42b内に導電
性プラグ層44a,44bが埋め込み形成された半導体
装置を得ることができた。実施例8 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Oy Nz 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜
を形成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体
装置上に微細パターンを形成した。As a result, as shown in FIG. 25F, a semiconductor device in which the conductive plug layers 44a and 44b were buried in the fine pattern contact holes 42a and 42b was obtained. Example 8 In this example, the Si film shown in Examples 1 to 7 was used.
The x O y N z film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0095】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、マイクロ波
(2.45GHz)を用いて、SiH4 +O2 +N2 の
混合ガス、もしくはSiH4 +N2 O混合ガスを用い
て、反射防止膜を成膜した。That is, in the present embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used, and microwaves (2.45 GHz) are used to form SiH 4 + O 2 + N 2 . An antireflection film was formed using a mixed gas or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O.
【0096】実施例9 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Oy Nz 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜
を形成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体
装置上に微細パターンを形成した。 Embodiment 9 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x O y N z film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0097】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、マイクロ波
(2.45GHz)を用いて、SiH4 +O2 +N2 の
混合ガス、もしくはSiH4 +N2 O混合ガスを用い、
バッファガスとしてArを用いて反射防止膜を成膜し
た。That is, in this embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used, and a microwave (2.45 GHz) is used to produce SiH 4 + O 2 + N 2 . Using a mixed gas or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O,
An antireflection film was formed using Ar as a buffer gas.
【0098】実施例10 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Oy Nz 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜
を形成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体
装置上に微細パターンを形成した。 Embodiment 10 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x O y N z film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0099】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRCVD法、もしくはバイアスEC
RCVD法を利用し、SiH4 +O2 +N2 の混合ガ
ス、もしくはSiH4 +N2 O混合ガスを用いて成膜し
た。That is, in this embodiment, parallel plate type plasma CVD, ECRCVD, or bias EC
A film was formed using a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O by utilizing the RCVD method.
【0100】実施例11 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Oy Nz 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜
を形成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体
装置上に微細パターンを形成した。 Embodiment 11 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x O y N z film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0101】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、SiH4 +O2
+N2 の混合ガス、もしくはSiH4 +N2 O混合ガス
を用い、バッファガスとしてArを用いて成膜した。That is, in this embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used to form SiH 4 + O 2.
+ Mixed gas of N 2, or using a SiH 4 + N 2 O gas mixture was formed using Ar as a buffer gas.
【0102】実施例12 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Ny 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜を形
成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体装置
上に微細パターンを形成した。 Embodiment 12 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x N y film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0103】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、マイクロ波
(2.45GHz)を用いて、SiH4 +NH3 混合ガ
ス、もしくはSiH2 C12 +NH3混合ガスを用いて
反射防止膜を成膜した。That is, in this embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used, and a mixed gas of SiH 4 + NH 3 is used by using microwave (2.45 GHz). Alternatively, an anti-reflection film was formed using a mixed gas of SiH 2 C 12 + NH 3.
【0104】実施例13 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Ny 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜を形
成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体装置
上に微細パターンを形成した。 Embodiment 13 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x N y film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0105】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、マイクロ波
(2.45GHz)を用いて、SiH4 +O2 混合ガ
ス、もしくは、SiH2 C12 +NH3 混合ガスを用
い、バッファガスとしてArを用いて、反射防止膜を成
膜した。That is, in this embodiment, a mixed gas of SiH 4 + O 2 , a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used by using microwaves (2.45 GHz). Alternatively, an anti-reflection film was formed using a mixed gas of SiH 2 Cl 2 + NH 3 and Ar as a buffer gas.
【0106】実施例14 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Ny 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜を形
成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体装置
上に微細パターンを形成した。 Embodiment 14 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x N y film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0107】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、SiH4 +NH
3 混合ガス、もしくは、SiH2 C12 +NH3 混合ガ
スを用いて、反射防止膜を成膜した。That is, in this embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used to form SiH 4 + NH.
An antireflection film was formed using a mixed gas of 3 or a mixed gas of SiH 2 Cl 2 + NH 3 .
【0108】実施例15 本実施例では、上記実施例1〜実施例7で示した、Si
x Ny 膜を、以下の手法により成膜して反射防止膜を形
成した以外は、これら実施例と同様にして、半導体装置
上に微細パターンを形成した。 Embodiment 15 In this embodiment, the same as the embodiment 1 to the embodiment 7 shown in FIG.
The x N y film, except that to form an antireflection film was formed by the following method, in the same manner as those in Example, was formed a fine pattern on a semiconductor device.
【0109】すなわち、本実施例では、平行平板型プラ
ズマCVD法、ECRプラズマCVD法、もしくはバイ
アスECRプラズマCVD法を利用し、SiH4 +O2
混合ガス、もしくは、SiH2 C12 +NH3 混合ガス
を用い、バッファガスとしてArを用いて、反射防止膜
を成膜した。That is, in this embodiment, a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method is used to form SiH 4 + O 2.
An anti-reflection film was formed using a mixed gas or a mixed gas of SiH 2 C 12 + NH 3 and Ar as a buffer gas.
【0110】[0110]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、段差を有し、しかも光学条件が相違する複数の領域
を有する下地基板上であっても、i線(365nm)よ
りも短波長の光、たとえばi線、KrF、ArFエキシ
マレーザを光源に用いて、一回の露光で、微細なレジス
トパターンを、良好に、しかも安定して形成することが
できる。As described above, according to the present invention, even on an undersubstrate having a plurality of regions having steps and having different optical conditions, shorter than the i-line (365 nm). A fine resist pattern can be satisfactorily and stably formed by one exposure using light of a wavelength, for example, i-line, KrF, or ArF excimer laser as a light source.
【0111】本発明に係る微細パターンの製造方法は、
特に、微細パターンを有する半導体装置の製造方法に対
して好適に用いることができる。The method for producing a fine pattern according to the present invention comprises:
In particular, it can be suitably used for a method for manufacturing a semiconductor device having a fine pattern.
【図1】図1はレジスト膜内での光の干渉を示す概略図
である。FIG. 1 is a schematic diagram showing light interference in a resist film.
【図2】図2はシリコン基板上の定在波効果を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a standing wave effect on a silicon substrate.
【図3】図3はアルミニウムシリサイド上の定在波効果
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a standing wave effect on aluminum silicide.
【図4】図4はタングステンシリサイド上の定在波効果
を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a standing wave effect on tungsten silicide.
【図5】図5は段差による定在波効果への影響を推定す
る図である。FIG. 5 is a diagram for estimating the effect of a step on the standing wave effect.
【図6】図6は吸収光量の変動とパターン寸法変動との
関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a variation in the amount of absorbed light and a variation in pattern dimension.
【図7】図7は反射率が相違する領域が複数形成された
下地基板上への微細パターンの形成における問題点を示
す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a problem in forming a fine pattern on a base substrate in which a plurality of regions having different reflectivities are formed.
【図8】図8は下地基板の反射率が相違するとレジスト
の吸収量が相違することを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing that when the reflectance of the base substrate is different, the absorption amount of the resist is different.
【図9】図9はシリコン基板上の定在波効果を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a standing wave effect on a silicon substrate.
【図10】図10は反射防止膜の膜厚を固定して、光学
定数n,kを変化させた場合の吸収光量の等高線を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing contour lines of the amount of absorbed light when the optical constants n and k are changed while the thickness of the antireflection film is fixed.
【図11】図11は他の異なったレジスト膜厚につい
て、図10と同様な吸収光量の等高線を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing contour lines of the amount of absorbed light similar to FIG. 10 for other different resist film thicknesses.
【図12】図12は他の異なったレジスト膜厚につい
て、図10と同様な吸収光量の等高線を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing contour lines of the amount of absorbed light similar to FIG. 10 for other different resist film thicknesses.
【図13】図13は他の異なったレジスト膜厚につい
て、図10と同様な吸収光量の等高線を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing contour lines of the amount of absorbed light similar to FIG. 10 for other different resist film thicknesses.
【図14】図14は製造条件を変化させた場合のSix
Oy Nz の光学定数の変化を示すグラフである。FIG. 14 is a graph illustrating the relationship between the manufacturing conditions and the Si x
O is a graph showing changes in optical constants of y N z.
【図15】図15は半導体装置の透明絶縁膜に微細パタ
ーンを形成する場合の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view when a fine pattern is formed on a transparent insulating film of a semiconductor device.
【図16】図16はシリコン基板上にポリシリコン膜を
成膜した場合の定在波効果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a standing wave effect when a polysilicon film is formed on a silicon substrate.
【図17】図17はタングステンシリサイド上にポリシ
リコン膜を成膜した場合の定在波効果を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a standing wave effect when a polysilicon film is formed on tungsten silicide.
【図18】図18はシリコン基板またはタングステンシ
リサイド上にポリシリコン膜を成膜し、その上にSiX
Oy Nz 膜を成膜した場合の定在波効果の低減を示すグ
ラフである。Figure 18 is a polysilicon film is formed on a silicon substrate or tungsten silicide, Si X thereon
9 is a graph showing a reduction in a standing wave effect when an O y N z film is formed.
【図19】図19はシリコン基板上にチタン系膜を成膜
した後の定在波効果を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a standing wave effect after a titanium-based film is formed on a silicon substrate.
【図20】図20はタングステンシリサイド上にチタン
系膜を成膜した後の定在波効果を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a standing wave effect after a titanium-based film is formed on tungsten silicide.
【図21】図21はシリコン基板上にタングステンシリ
サイド膜を成膜した後の定在波効果を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a standing wave effect after a tungsten silicide film is formed on a silicon substrate.
【図22】図22はタングステンシリサイド上にタング
ステンシリサイド膜を成膜した後の定在波効果を示す図
である。FIG. 22 is a diagram showing a standing wave effect after a tungsten silicide film is formed on tungsten silicide.
【図23】図23(A)〜(E)は本発明の実施例に係
る半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。FIGS. 23A to 23E are main-portion cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図24】図24(A)〜(E)は本発明の他の実施例
に係る半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。24A to 24E are main-portion cross-sectional views showing a process of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
【図25】図25(F)は図24(E)の続きの工程を
示す要部断面図である。FIG. 25 (F) is a fragmentary cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 24 (E).
20… 半導体基板 22… ポリシリコン膜 24… タングステンシリサイド膜 25… 下地基板 26… 透明絶縁膜 28… レジスト膜 32… 高吸収膜 34… 反射防止膜 42a,42b… コンタクトホール 44a,44b… 導電性プラグ層 Reference Signs List 20 semiconductor substrate 22 polysilicon film 24 tungsten silicide film 25 base substrate 26 transparent insulating film 28 resist film 32 high absorption film 34 antireflection film 42a, 42b contact holes 44a, 44b conductive plug layer
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027
Claims (2)
二つの領域が形成されるように、半導体基板の表面に形
成された被加工膜上に、フォトリソグラフィー法により
所定パターンのレジスト膜を形成し、このレジストをマ
スクとして、エッチングを行い、上記被加工膜を加工す
る工程を有する半導体装置の製造方法であって、 上記被加工膜上に、上記フォトリソグラフィー工程に用
いる露光用光の波長に対して光吸収性の高い高吸収膜を
形成する工程と、 この高吸収膜上に反射防止膜を形成する工程と、 この反射防止膜上にレジスト膜を形成する工程と、 このレジスト膜をフォトリソグラフィー法により所定の
パターンに加工する工程と、 上記所定パターンのレジスト膜をマスクとして、上記反
射防止膜および高吸収膜を所定パターンにエッチング加
工する工程と、 上記レジスト膜を除去した後に、上記反射防止膜および
所定パターンの高吸収層をマスクとして、上記被加工膜
をエッチング加工する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。A resist film having a predetermined pattern is formed by a photolithography method on a film to be processed formed on a surface of a semiconductor substrate so that at least two regions having mutually different optical conditions are formed; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of etching using the resist as a mask and processing the film to be processed, wherein the wavelength of exposure light used in the photolithography step is formed on the film to be processed. A step of forming a high absorption film having high light absorption, a step of forming an anti-reflection film on the high absorption film, a step of forming a resist film on the anti-reflection film, and a photolithography method using the resist film. And processing the antireflection film and the high-absorbency film into a predetermined pattern using the resist film of the predetermined pattern as a mask. An etching process; and, after removing the resist film, etching the film to be processed using the antireflection film and the high-absorption layer having a predetermined pattern as a mask. Production method.
二つの領域が形成されるように、半導体基板の表面に形
成された被加工膜上に、フォトリソグラフィー法により
所定パターンのレジスト膜を形成し、このレジストをマ
スクとして、エッチングを行い、上記被加工膜を加工す
る工程を有する半導体装置の製造方法であって、 上記被加工膜上に、上記フォトリソグラフィー工程に用
いる露光用光の波長に対して光吸収性が高く、高融点金
属、高融点金属化合物および高融点金属シリサイドのう
ちのいずれかの材料で構成される高吸収膜を形成する工
程と、 この高吸収膜上に反射防止膜を形成する工程と、 この反射防止膜上にレジスト膜を形成する工程と、 このレジスト膜をフォトリソグラフィー法により所定の
パターンに加工する工程と、 上記所定パターンのレジスト膜をマスクとして、上記反
射防止膜、高吸収膜および被加工膜を所定パターンにエ
ッチング加工し、被加工膜にホールを形成する工程と、 上記ホール内に入り込むように、上記反射防止膜上に、
高融点金属、高融点金属化合物および高融点金属シリサ
イドのうちのいずれかの材料で構成される下地膜を形成
する工程と、 上記下地膜が形成された上記ホール内に、導電性プラグ
層を埋め込み形成する工程と、 その後、全面エッチバック法により、上記ホール内部以
外の下地膜、反射防止膜、高吸収膜および導電性プラグ
層の上方一部をエッチチング加工する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。2. A resist film having a predetermined pattern is formed by a photolithography method on a film to be processed formed on a surface of a semiconductor substrate so that at least two regions having mutually different optical conditions are formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of etching using the resist as a mask and processing the film to be processed, wherein the wavelength of exposure light used in the photolithography step is formed on the film to be processed. A step of forming a high-absorbing film having a high light-absorbing property and made of any one of a high-melting-point metal, a high-melting-point metal compound, and a high-melting-point metal silicide; and forming an anti-reflection film on the high-absorbing film Performing a step of forming a resist film on the antireflection film; and processing the resist film into a predetermined pattern by a photolithography method. Using the resist film of the predetermined pattern as a mask, etching the antireflection film, the high absorption film and the film to be processed into a predetermined pattern, and forming a hole in the film to be processed; On the antireflection film,
Forming a base film made of any one of a high-melting-point metal, a high-melting-point metal compound, and a high-melting-point metal silicide; and burying a conductive plug layer in the hole in which the base film is formed. Forming, and thereafter, etching the upper part of the base film other than the inside of the hole, the antireflection film, the high absorption film, and the conductive plug layer by the whole surface etch back method. Manufacturing method of a semiconductor device.
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