JP3353473B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、さらに詳しくは、微細パターンの配線層の形成
が可能であり、しかも平坦化処理に際し、配線層の表面
が露出せず、ボイドなどがなく平坦性に優れた層間絶縁
膜を有する半導体装置を製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a wiring layer having a fine pattern, and a surface of the wiring layer is not exposed during a flattening process. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having an interlayer insulating film which is free from voids and has excellent flatness.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、超LSIの集積化に伴い、ロジッ
ク系デバイスでは、特に、配線構造の微細化および多層
化が進んでいる。現在の半導体集積回路のデバイス開発
においては、サブハーフミクロン領域のデザインルール
が要求されており、それに伴って、配線の微細加工技術
が要求されている。所望のデザインルールを実現するに
は、その製造工程において、最先端のフォトリソグラフ
ィー技術が必須となる。現在使用されている最先端のス
テッパー(縮小投影露光機)は、KrFエキシマレーザ
ー光(248nm)を光源として用い、0.37〜0.
50程度のNAのレンズを搭載している。2. Description of the Related Art In recent years, with the integration of VLSIs, in logic devices, in particular, wiring structures have been miniaturized and multilayered. In the current development of devices for semiconductor integrated circuits, design rules in the sub-half-micron region are required, and accordingly, fine processing technology for wiring is required. In order to realize a desired design rule, a state-of-the-art photolithography technology is essential in the manufacturing process. The state-of-the-art stepper (reduction projection exposure machine) currently used uses KrF excimer laser light (248 nm) as a light source, and has a 0.37-0.
A lens with an NA of about 50 is mounted.
【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。
その結果として、レジストに吸収される光量がレジスト
膜厚に依存して変化する。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ものである。また、そ
の吸収光量変化の度合いは、下地基板の種類により異な
る。すなわち、下地の光学定数(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持つベクトル量で
あることを示す)。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.
As a result, the amount of light absorbed by the resist changes depending on the resist film thickness. The amount of absorbed light is the energy that causes the resist to undergo a photoreaction. Further, the degree of the change in the amount of absorbed light varies depending on the type of the base substrate. That is, the degree of change in the amount of absorbed light is determined by the complex amplitude reflectance (R) taking into account multiple interference determined by the optical constants (n, k) of the base and the optical constants (n, k) of the resist (R is a real part). And an imaginary part).
【0004】この定在波効果による吸収光量の変化を抑
えるために、加工しようとする下地材料の上に、SiX
OY NZ あるいはSiX NY 膜などの反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上に、フォトレジストを回転塗布
し、エキシマステッパーにより露光して、レジストパタ
ーンを形成するレジストパターニング技術が用いられて
いる。[0004] In order to suppress the change in the amount of absorbed light due to the standing wave effect, a Si x
O Y N Z or Si X N Y film antireflection film is formed, such as, on the antireflection film, and spin-coated photoresist, and exposed by an excimer stepper, the resist patterning technique used to form a resist pattern Have been.
【0005】このレジストパターニング技術は、加工す
べき下地が金属配線材料、例えばAl,Al−Si,A
l−Si−Cu,Al−Cu等であっても適用でき、そ
の技術を用いることにより、サブハーフミクロン領域の
配線デザインルールのパターニングを可能にすることが
できる。In this resist patterning technique, a base to be processed is a metal wiring material, for example, Al, Al--Si, A
1-Si-Cu, Al-Cu, etc. can be applied, and by using this technique, it is possible to pattern the wiring design rule in the sub-half micron region.
【0006】また、金属配線の多層化においては、下地
の平坦化技術が必須となる。特に上層部の配線は、下地
段差の影響を直接反映し、完全に平坦化されていない部
分においては、金属配線の段切れ、ボイド等の不良発生
が生じる。これらを回避するために、種々の平坦化技術
が提案されており、レジストエッチバック法もその1つ
である。[0006] In order to increase the number of metal wiring layers, a technique for flattening the base is indispensable. In particular, the wiring in the upper layer portion directly reflects the influence of the step of the base, and in a portion that is not completely flattened, defects such as disconnection of the metal wiring and voids occur. In order to avoid these problems, various flattening techniques have been proposed, and a resist etch-back method is one of them.
【0007】以下に、このレジストエッチバック法を用
いた配線層間平坦化プロセスを、図15ないし図16を
用いて説明する。まず、図15(A)に示すように、下
層配線1を、設計に基づいてパターニングする。次に、
この下層配線1の上に、第1プラズマ(Plasma)TEO
S(TetraethyloxysilaneまたはTetraethylorthosilica
te)膜2を、CVD(化学気相成長)法により、約30
0nm形成する。これは、バッファ層として機能し、こ
の後に形成するO3 −TEOSによる酸化シリコン膜
(以下、O3 −TEOS/NSG膜と称する)を、さら
に、その後に形成するコンタクトホールの側壁に残さな
いためと、吸湿性の高いO3 −TEOS/NSG膜のA
l配線への影響(コロージョン等)を防ぐためと、そし
てまた、O3 −TEOS/NSG成膜の下地依存性を緩
和するためである。Hereinafter, a process for flattening the wiring layer using the resist etch-back method will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 15A, the lower wiring 1 is patterned based on the design. next,
A first plasma (TEO) TEO is placed on the lower wiring 1.
S (Tetraethyloxysilane or Tetraethylorthosilica
te) The film 2 is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) for about 30 minutes.
0 nm is formed. This is because, functions as a buffer layer, O 3 -TEOS by silicon oxide film to be formed later (hereinafter, referred to as O 3 -TEOS / NSG film) and, further, does not leave the side wall of the contact hole to be formed later Of the O 3 -TEOS / NSG film having high hygroscopicity
This is to prevent the influence (corrosion, etc.) on the l wiring and to alleviate the underlayer dependence of the O 3 -TEOS / NSG film formation.
【0008】次に、第1プラズマTEOS膜2の上に、
O3 −TEOS/NSG膜3をCVDにて約500nm
形成する。これは、狭い配線間スペースを、ボイドの発
生なく埋め込むために用いられる。さらにまた、このO
3 −TEOS/NSG膜3を用いることによって、局所
的のみならず、グローバルな平坦化を可能にすることが
できる。Next, on the first plasma TEOS film 2,
O 3 -TEOS / NSG film 3 is formed by CVD to about 500 nm.
Form. This is used to fill a narrow space between wirings without generating voids. Furthermore, this O
The use of the 3- TEOS / NSG film 3 enables not only local planarization but also global planarization.
【0009】次に、フォトレジスト4を塗布し、続いて
エッチバックを行う。すると、図15(B)に示すよう
に、エッチバックされたフォトレジスト4は、O3 −T
EOS/NSG膜3の段差の厳しい部分にのみ残り、O
3 −TEOS/NSG膜3の局所的な段差を緩和してい
る。次に、図15(B)において、ダミー配線用のレジ
ストパターニング5を形成する。これが、グローバル平
坦化のために必須となるダミーパターンの絶縁層を後で
形成するために用いられる。Next, a photoresist 4 is applied, followed by etch back. Then, as shown in FIG. 15B, the etched back photoresist 4 becomes O 3 -T
The EOS / NSG film 3 remains only in the portion where the step is severe, and O
The local step of the 3- TEOS / NSG film 3 is reduced. Next, in FIG. 15B, a resist patterning 5 for dummy wiring is formed. This is used for forming an insulating layer of a dummy pattern which is essential for global flattening later.
【0010】続いて、このパターニングされたフォトレ
ジスト5をマスクとして、O3 −TEOS/NSG膜3
をRIE(Reactive Ion Etching)にて除去する。こ
のときのRIE量は、配線膜厚と等しく設定されること
によって、図16(C)に示すように、発生したダミー
パターンの絶縁層6(O3 −TEOS/NSG)とデバ
イス表面の高さが揃うことになる。Subsequently, using the patterned photoresist 5 as a mask, the O 3 -TEOS / NSG film 3
Is removed by RIE (Reactive Ion Etching). The RIE amount at this time is set to be equal to the wiring film thickness, and as shown in FIG. 16C, the generated dummy pattern insulating layer 6 (O 3 -TEOS / NSG) and the device surface height Will be aligned.
【0011】次に、図16(D)に示すように、第2プ
ラズマTEOS膜7をCVDし、続いて、SOG(スピ
ンオンガラス)膜8をコーティングする。この第2プラ
ズマTEOS膜7は、この後に行われるSOGのエッチ
バックの際のストッパーとして機能し、また、SOG膜
8と下地のO3 −TEOS/NSG膜2との密着性を改
善する役割を有する。Next, as shown in FIG. 16D, a second plasma TEOS film 7 is formed by CVD, and subsequently, a SOG (spin-on glass) film 8 is coated. The second plasma TEOS film 7 functions as a stopper in the subsequent SOG etch-back, and has a role of improving the adhesion between the SOG film 8 and the underlying O 3 -TEOS / NSG film 2. Have.
【0012】最後に、図16(E)に示すように、第3
プラズマTEOS膜9をCVDすることにより、完全な
平坦化がなされる。この後コンタクトホールが形成さ
れ、さらに、この上に上層配線が形成されることにな
る。この第3プラズマTEOS膜9は、配線層間耐圧の
確保と、SOG膜8と上層配線との密着性の改善のため
に必要となる。Finally, as shown in FIG.
By plasma CVD of the plasma TEOS film 9, complete planarization is performed. Thereafter, a contact hole is formed, and an upper wiring is formed thereon. The third plasma TEOS film 9 is necessary for ensuring the withstand voltage between wiring layers and improving the adhesion between the SOG film 8 and the upper wiring.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】以上のプロセスにおい
て、特に重要なのは、図15(B)に示すO3 −TEO
S/NSG膜3のエッチバックであるが、このエッチバ
ック量が多いと、配線1の上端が露出され、配線1内部
に電荷が貯められてしまう。これが、さらに下層にある
トランジスタのゲート電極に、コンタクトを通して抜け
てしまうと、ゲート電極が固定電荷を持っていることに
なるので、トランジスタの酸化膜容量値、ひいてはドレ
イン電流値、またトランジスタのしきい値電圧等に影響
を及ぼす。従って、層間膜のエッチバックは、下層配線
1の上端が決して露出されないように、エッチバック
量、あるいは第1プラズマTEOS膜2やO3 −TEO
S/NSG膜3の膜厚が最適値になるように、調整され
なければならない。In the above process, what is particularly important is the O 3 -TEO shown in FIG.
The S / NSG film 3 is etched back. If the amount of the etch back is large, the upper end of the wiring 1 is exposed, and electric charges are stored inside the wiring 1. If this penetrates through the contact to the gate electrode of the transistor in the lower layer, the gate electrode has a fixed charge. Affects the value voltage. Therefore, the etch-back of the interlayer film is performed by the amount of the etch-back or the first plasma TEOS film 2 or the O 3 -TEO so that the upper end of the lower wiring 1 is never exposed.
It must be adjusted so that the film thickness of the S / NSG film 3 becomes an optimum value.
【0014】しかし、以上述べてきたプロセスにおい
て、O3 −TEOS/NSG膜3と、第1プラズマTE
OS膜2のエッチレートは同程度であり、第1プラズマ
TEOS膜2は、エッチバックにおけるストッパーの役
割は果たさない。下地の第1プラズマTEOS膜2をス
トッパーとして用いるためには、RIEのばらつきを考
慮した、充分な膜厚が必要になってくる。However, in the process described above, the O 3 -TEOS / NSG film 3 and the first plasma TE
The etch rate of the OS film 2 is almost the same, and the first plasma TEOS film 2 does not play a role of a stopper in the etch back. In order to use the underlying first plasma TEOS film 2 as a stopper, a sufficient film thickness is required in consideration of variations in RIE.
【0015】しかし、あまりこれらの膜が厚くなり過ぎ
ると、配線間スペースにボイドが発生したり、O3 −T
EOS/NSG膜3で配線間スペースを埋め込めなくな
るおそれが出てくる。また、O3 −TEOS/NSG膜
3のエッチバック後の膜厚ばらつきは、各膜のCVDで
のばらつき、RIEでのばらつきが累積された形で算出
され、かなり大きな値となる。However, if these films are too thick, voids may be generated in the space between wirings, or O 3 -T
There is a possibility that the EOS / NSG film 3 cannot fill the space between wirings. Further, the variation in the film thickness of the O 3 -TEOS / NSG film 3 after the etch back is calculated in a form in which the variation in the CVD and the variation in the RIE of each film are accumulated, and is a considerably large value.
【0016】具体的には、第1プラズマTEOS膜2を
300nm、O3 −TEOS/NSG膜3を500nm
CVDした場合、計800nmのSiO2 膜が形成され
ているが、O3 −TEOS/NSG膜3のエッチバック
において、配線膜厚と等しく650nmをRIEする
と、単純に残りの膜の厚さは、800−650=150
nmであり、その残膜膜厚のばらつきは、±130nm
程度もある。よって、この平坦化プロセスにおいては、
残りの20(150−130)nm分のマージンしか確
保できないという問題点が残される。Specifically, the first plasma TEOS film 2 is 300 nm, and the O 3 -TEOS / NSG film 3 is 500 nm.
When CVD is performed, a total of 800 nm SiO 2 film is formed. When 650 nm is RIE equal to the wiring film thickness in the etch back of the O 3 -TEOS / NSG film 3, the thickness of the remaining film simply becomes: 800-650 = 150
nm, and the variation of the remaining film thickness is ± 130 nm.
There is also a degree. Therefore, in this planarization process,
The problem remains that only a margin for the remaining 20 (150-130) nm can be secured.
【0017】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、微細パターンの配線層の形成が可能であり、しかも
平坦化処理に際し、配線層の表面の露出を防止し、ボイ
ドなどがなく平坦性に優れた層間絶縁膜を有する半導体
装置を製造する方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such a situation, and enables the formation of a wiring layer having a fine pattern. In addition, the surface of the wiring layer is prevented from being exposed during the flattening process, and the flatness is reduced without voids. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having an excellent interlayer insulating film.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】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、配線層の上
に、反射防止膜を成膜する工程と、反射防止膜の上に、
レジスト膜を成膜する工程と、前記レジスト膜を所定パ
ターンにフォトリソグラフィー加工する工程と、前記所
定パターンにフォトリソグラフィー加工されたレジスト
膜をマスクとして、前記配線層をエッチング加工する工
程と、前記レジスト膜を除去し、前記反射防止膜を残し
たままで、前記配線層の上に、平坦化用絶縁膜を成膜
し、表面の平坦化処理を行う工程とを有し、前記反射防
止膜の膜厚および光学定数が、前記レジスト膜のフォト
リソグラフィー加工時の定在波効果を抑制するように設
定してあり、前記平坦化処理のエッチングにおいて、前
記反射防止膜をエッチングストッパーとして機能させ
る。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: forming an antireflection film on a wiring layer; ,
A step of forming a resist film, a step of photolithographically processing the resist film into a predetermined pattern, a step of etching the wiring layer using a resist film photolithographically processed in the predetermined pattern as a mask, and Removing the film, forming an insulating film for planarization on the wiring layer while leaving the anti-reflection film, and performing a planarization process on the surface. the thickness and optical constant, the resist film of the photo setting lithography so as to suppress the standing wave effect at the time of processing and tear is, in the etching of the planarization process, before
The anti-reflection film functions as an etching stopper
You.
【0019】上記において、前記平坦化用絶縁膜は、前
記配線層における所定間隔以上の配線不存在パターン部
分上に、ダミーパターンの絶縁層が残るようにエッチン
グ加工される。 または、前記配線層における所定間隔以
上の配線不存在パターン部分に、ダミーパターンの配線
層が残るように、前記反射防止膜を用いたフォトリソグ
ラフィー加工される。 In the above, the flattening insulating film is
Wiring non-existing pattern portion at a predetermined interval or more in the wiring layer
Etch so that the insulating layer of the dummy pattern remains
Processed. Or, a predetermined interval or less in the wiring layer
Dummy pattern wiring on the wiring non-existing pattern part
Photolithography using the antireflection film so that a layer remains.
Ruffy processed.
【0020】前記配線層は、たとえばAl、Al−S
i、Al−Si−Cu、Al−Cuなどで構成される。
前記反射防止膜が、Six Oy Nz (水素を含むことか
ら「Six Oy Nz :H」とも言う)またはSix Ny
(水素を含むことから「Six Ny :H」とも言う)な
どで構成される。The wiring layer is made of, for example, Al, Al-S
i, Al-Si-Cu, Al-Cu or the like.
The antireflection film, Si x O y N z (since it contains hydrogen: also referred to as "Si x O y N z H") or Si x N y
(Also called “Si x N y : H” because it contains hydrogen).
【0021】前記反射防止膜が形成された配線層の上
を、バッファ用絶縁膜を介して前記平坦化用絶縁膜で覆
うことが好ましい。前記バッファ膜が、TEOSを用い
たプラズマ化学気相成長法により形成された酸化シリコ
ン膜(プラズマTEOS膜)で構成され、前記平坦化用
絶縁膜が、オゾンおよびTEOSを用いた常圧CVD法
により形成された酸化シリコン膜(O3 −TEOS/N
SG膜)で構成され、前記平坦化用絶縁膜が、エッチン
グ加工されることにより平坦化が図られることが好まし
い。It is preferable that the wiring layer on which the antireflection film is formed be covered with the planarization insulating film via a buffer insulating film. The buffer film is composed of a silicon oxide film (plasma TEOS film) formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition method using TEOS, and the planarization insulating film is formed by a normal pressure CVD method using ozone and TEOS. The formed silicon oxide film (O 3 -TEOS / N
SG film), and the planarization insulating film is preferably planarized by etching.
【0022】[0022]
【作用】本発明に係る半導体装置の製造方法では、下層
配線の微細加工のために、フォトレジストパターニング
において、SiX OY NZ あるいはSiX NY 膜などの
反射防止膜を用い、下層配線をRIEなどでパターン加
工した後、これら反射防止膜を除去せずに、残しておく
ことによって、後のプロセスである平坦化処理のエッチ
ングストッパーとして機能させる。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, for the fine processing of the lower layer wiring, the photoresist patterning, using an anti-reflection film, such as Si X O Y N Z or Si X N Y film, the lower layer wiring After patterning is performed by RIE or the like, by leaving these antireflection films without removing them, they function as etching stoppers for a flattening process that is a later process.
【0023】本発明では、反射防止膜を用いて下層配線
のフォトリソグラフィー加工を行うため、定在波効果を
抑制し、下層配線の微細パターン化が可能である。ま
た、SiX OY NZ あるいはSiX NY 膜などの反射防
止膜を、O3 −TEOS/NSG膜などの平坦化用絶縁
膜のエッチバック時のストッパーとして用いることによ
って、平坦化用絶縁膜のエッチバック時のマージンを充
分確保することができる。SiX OY NZ 膜あるいはS
iX NY 膜のSiO2 に対する選択比は、どちらも、そ
の組成比を調整することによって、20〜50程度にな
る。すなわち、反射防止膜としてxnmのSiX OY N
Z 膜、あるいはxnmのSiXNY 膜を用いた場合、R
IE時には、この反射防止膜が形成されている部分につ
いては、厚さ20・x〜50・xnmのSiO2 膜が形
成されている場合と同程度であるとみなすことができ
る。In the present invention, since the lower wiring is subjected to photolithography processing using the antireflection film, the standing wave effect can be suppressed and the lower wiring can be finely patterned. Further, Si X O Y a N Z or Si X N Y film antireflection film such as, by using as the O 3 -TEOS / NSG is etched back at the stopper of the planarization insulating film, such as film, an insulating planarizing A sufficient margin at the time of etching back the film can be ensured. Si X O Y N Z film or S
selectivity to i X N Y film of SiO 2 are both, by adjusting the composition ratio, on the order of 20-50. That is, x nm Si x O Y N as an anti-reflection film
When a Z film or an x nm Si x N y film is used, R
At the time of IE, the portion where the antireflection film is formed can be considered to be substantially the same as the case where the SiO 2 film having a thickness of 20 × 50 nm is formed.
【0024】図15,16に示す先の例に適用すると、
残膜のマージンは、(20+20・x)〜(20+50
・x)nmに増加する。したがって、平坦化処理に際
し、配線層の表面が露出することはない。また、この反
射防止膜のみでも充分マージンを確保することができる
ので、先に形成する第1プラズマTEOS膜などのバッ
ファ層やO3 −TEOS/NSG膜などの平坦化膜の膜
厚を減らすことも可能である。従って、これらの膜の厚
膜化によって生じるボイドに対しても、さらにマージン
を見込んで膜厚を設定できる。When applied to the previous example shown in FIGS.
The margin of the remaining film is (20 + 20 · x) to (20 + 50
X) increasing to nm. Therefore, the surface of the wiring layer is not exposed during the planarization process. In addition, since a sufficient margin can be secured with only the anti-reflection film alone, the thickness of the buffer layer such as the first plasma TEOS film or the flattening film such as the O 3 -TEOS / NSG film formed beforehand can be reduced. Is also possible. Therefore, the film thickness can be set in consideration of the margin even for voids generated by increasing the thickness of these films.
【0025】[0025]
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法
を、図面に示す実施例に基づき、詳細に説明する。第1実施例 図1(A)に示すように、下層配線層10の上に、反射
防止膜20、レジスト膜22を成膜する。下層配線層1
0は、CVD法によるAl、Al−Si、Al−Si−
Cu、Al−Cuなどで構成される。反射防止膜は、た
とえば、SiXOY NZ あるいはSiX NY で構成さ
れ、SiH4 、N2 O、N2 、NH3 等を用いて、たと
えばCVD法または反応性スパッタ法、または、ECR
プラズマCVDあるいはバイアスECRプラズマCVD
などのプラズマCVD法により成膜される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. First Embodiment As shown in FIG. 1A, an antireflection film 20 and a resist film 22 are formed on a lower wiring layer 10. Lower wiring layer 1
0 denotes Al, Al-Si, Al-Si-
It is composed of Cu, Al-Cu or the like. Antireflection film is formed of, for example, a Si X O Y N Z or Si X N Y, using SiH 4, N 2 O, N 2, NH 3 or the like, for example, CVD or reactive sputtering, or, ECR
Plasma CVD or bias ECR plasma CVD
The film is formed by a plasma CVD method.
【0026】Six Oy Nz は、図3,4に示すよう
に、成膜条件(特にSiH4 の流量比)を変えることに
より、波長248nmあるいはその他の波長においての
光学定数のn(屈折率の実数部)、k(屈折率の虚部)
を大きく変化させることができる。このため、下地膜の
種類に応じて光学定数および膜厚を変化させることで、
最適な反射防止層として好ましく用いることができる。
なお、図3中、横軸はn、縦軸はkであり、成膜条件
(ガス流量比Ratio 、圧力Pressure、出力Power )に応
じて、n,kが変化することが確認された。また、図4
中、横軸は、成膜時におけるSiH4 とN2 Oとの流量
比であり、縦軸は、n(図中○),k(図中●)の値で
ある。但し、図4では、堆積時間が、5秒であり、膜厚
(d)に換算すると、約50nmになる。後述するよう
に、実施例で用いる反射防止膜の最適値の膜厚は、23
nm、30nmまたは25nmであるため、それらの膜
厚の場合には、n,kの値は、図4に示すグラフよりも
小さい値を示す。たとえばd=23nmでは、堆積時間
が、2.65秒に相当し、図4に示す5秒の条件よりも
小さい。SiH4 とN2 Oとの流量比を変化させると、
得られるSix Oy Nzの組成も、図5に示すように変
化する。The Si x O y N z, as shown in FIGS. 3 and 4, by changing the film formation conditions (in particular the flow rate ratio of SiH 4), n (refractive optical constants of the wavelength 248nm or other wavelength Real part of index), k (imaginary part of refractive index)
Can be greatly changed. Therefore, by changing the optical constant and the film thickness according to the type of the underlying film,
It can be preferably used as an optimal antireflection layer.
In FIG. 3, the horizontal axis is n and the vertical axis is k, and it has been confirmed that n and k change according to the film forming conditions (gas flow ratio Ratio, pressure Pressure, output Power). FIG.
The middle and horizontal axes represent the flow ratios of SiH 4 and N 2 O during film formation, and the vertical axes represent the values of n (○ in the figure) and k (● in the figure). However, in FIG. 4, the deposition time is 5 seconds, which is about 50 nm in terms of the film thickness (d). As described later, the film thickness of the optimum value of the antireflection film used in the embodiment is 23
Since the thickness is nm, 30 nm, or 25 nm, the values of n and k indicate smaller values than the graph shown in FIG. For example, when d = 23 nm, the deposition time corresponds to 2.65 seconds, which is smaller than the condition of 5 seconds shown in FIG. By changing the flow ratio between SiH 4 and N 2 O,
The composition of the resulting Si x O y N z, varies as shown in FIG.
【0027】Six Oy Nz 膜を反射防止膜として用い
る場合には、以下のようにして、反射防止機能が最大に
なるように、その膜厚および光学定数を決定する。 (1)反射防止膜20がない状態で、Al−Si製配線
層10上に、レジスト膜22(たとえばXP8843
(シプレイマイクロエレクトロニクス社製))を成膜
し、波長248nmのKrFエキシマレーザによる露光
を行うと仮定し、定在波効果のシミュレーション結果を
図6に示す。図6に示すように、定在波効果は、約±2
9.6%である。[0027] When used as Si x O y N z film an antireflection film is as follows, the antireflection function is such that the maximum, to determine its thickness and optical constants. (1) A resist film 22 (for example, XP8843) is formed on the Al-Si wiring layer 10 without the antireflection film 20.
(Made by Shipley Microelectronics Co., Ltd.)), and a simulation result of the standing wave effect is shown in FIG. 6 on the assumption that exposure is performed by a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm. As shown in FIG. 6, the standing wave effect is about ± 2.
9.6%.
【0028】(2)図6において、定在波効果の極大値
は、レジスト膜厚が982nmの時にある。レジスト膜
厚982nmに着目し、かつ反射防止層の膜厚を30n
mとし、反射防止層の光学定数narl ,karl の変化に
対するレジスト膜の吸収光量の等高線のシミュレーショ
ン結果を図7に示す。(2) In FIG. 6, the maximum value of the standing wave effect is when the resist film thickness is 982 nm. Focusing on the resist film thickness of 982 nm, and setting the film thickness of the antireflection layer to 30 n
FIG. 7 shows a simulation result of contour lines of the amount of light absorbed by the resist film with respect to changes in the optical constants n arl and k arl of the antireflection layer.
【0029】(3)レジスト膜厚1000nm、101
8nm、1035nmのそれぞれに対して、上記(2)
のシミュレーションを行った結果を、図8,9,10に
示す。 (4)図8〜10に示す吸収光量が最小限になる共通領
域のnarl ,karl を求めた結果、 narl =4.8,karl =0.45(VALUE1) またはnarl =2.0,karl =0.8(VALUE2)と
なる。(3) Resist film thickness 1000 nm, 101
For each of 8 nm and 1035 nm, the above (2)
8, 9 and 10 show the results of the simulation of FIG. (4) As a result of finding n arl and k arl of the common area where the amount of absorbed light shown in FIGS. 8 to 10 is minimized, n arl = 4.8, k arl = 0.45 (VALUE1) or n arl = 2 .0, k arl = 0.8 (VALUE2).
【0030】すなわち、反射防止層の膜厚を30nmと
した場合に、最適な反射防止層の光学定数は、narl =
4.8,karl =0.45 またはnarl =2.0,karl =0.8となる。That is, when the thickness of the anti-reflection layer is 30 nm, the optimum optical constant of the anti-reflection layer is n arl =
4.8, k arl = 0.45 or n arl = 2.0, k arl = 0.8.
【0031】このような条件の反射防止膜をAl−Si
膜の上に成膜し、その上にレジスト膜を成膜した場合の
定在波効果を求めると、図11および図12に示す結果
が得られる。図11,12に示すように、定在波効果は
いずれも小さく、いずれの場合でも、約1%以下であ
る。反射防止膜がない場合に比較し、1/60程度に定
在波効果を抑制することができる。The antireflection film under such conditions is formed of Al-Si
When the standing wave effect when a film is formed on the film and a resist film is formed thereon is obtained, the results shown in FIGS. 11 and 12 are obtained. As shown in FIGS. 11 and 12, the standing wave effect is small, and in each case, it is about 1% or less. The standing wave effect can be suppressed to about 1/60 as compared with the case where there is no antireflection film.
【0032】(5)上記(2)〜(4)の手順は、反射
防止層の膜厚を30nmとした場合であるが、他の異な
る反射防止層({ARL}とも言う)の膜厚に対して
も、上記(2)〜(4)を繰り返し行うことで、反射防
止層の膜厚に応じた最適な反射防止層の光学定数が定ま
る。求めた結果を図13(A),(B)に示す。(5) In the above procedures (2) to (4), the thickness of the antireflection layer is set to 30 nm, but the thickness of another different antireflection layer (also referred to as {ARL}) is changed. Again, by repeating the above (2) to (4), the optimum optical constant of the antireflection layer according to the thickness of the antireflection layer is determined. The obtained results are shown in FIGS. 13 (A) and (B).
【0033】(6)上記(5)で求めた反射防止層の満
たすべき条件を満足する膜種が存在するか否かを、分光
エリプソメータ(SOPRA社製)を用いて調べたとこ
ろ、Six Oy Nz 膜は、図3,4に示すように、その
成膜条件に応じてその光学定数(n,k)が変化するこ
とから、最適であることが見い出された。すなわち、図
3に示すAで示す条件で成膜されたSix Oy Nz は、
図13(A),(B)の条件を満足する。したがって、
n=2.08およびk=0.85のSix Ny膜(Si
H4 /N2 O=0.83)を25nmの厚さで、Al−
Si製配線層上に反射防止層として成膜した場合に、図
14の曲線Aで示すように、定在波効果を±0.5%程
度に抑制することが可能になる。反射防止膜がない場合
の定在波効果(図14の曲線B)に比較し、定在波効果
を約1/60程度に削減することができる。[0033] (6) where whether the (5) in the film type which satisfies the conditions to be satisfied by the anti-reflection layer obtained is present, was investigated using a spectroscopic ellipsometer (SOPRA Co.), Si x O y n z film, as shown in FIGS. 3 and 4, the optical constants (n, k) since the changes were found to be optimal depending on the deposition conditions. That, Si x O y N z which is formed under the conditions shown in A of FIG. 3,
The conditions of FIGS. 13A and 13B are satisfied. Therefore,
A Si x N y film (Si = 2.08 and k = 0.85)
H 4 / N 2 O = 0.83) with a thickness of 25 nm
When a film is formed as an anti-reflection layer on the Si wiring layer, the standing wave effect can be suppressed to about ± 0.5% as shown by a curve A in FIG. The standing wave effect can be reduced to about 1/60 as compared with the standing wave effect without the antireflection film (curve B in FIG. 14).
【0034】また、同様なシミュレーションにより、n
=2.16およびk=0.875のSix Oy Nz 膜
(SiH4 /N2 O=2.0)を23nmの厚さで、A
l、Al−Si、Al−Si−CuまたはAl−Cu製
配線層上に反射防止膜として成膜した場合にも、最適な
反射防止効果が得られることが分かっている。Further, by a similar simulation, n
= 2.16 and k = 0.875 Si x O y N z film of (SiH 4 / N 2 O = 2.0) with a thickness of 23 nm, A
It has been found that an optimum anti-reflection effect can be obtained also when an anti-reflection film is formed on a wiring layer made of 1, Al-Si, Al-Si-Cu or Al-Cu.
【0035】上述のようにして最適化された反射防止膜
20を、図1(A)に示すように、下地配線層10の上
に成膜する。そして、その上に成膜されるレジスト膜2
2のフォトリソグラフィー加工を行えば、定在波効果を
抑制して、レジスト膜22の微細パターンを形成するこ
とができ、その線幅変動も少ない。したがって、そのレ
ジスト膜22を用いて、下地配線層10をRIEなどで
エッチング加工すれば、図1(B)に示すように、線幅
変動が少ない微細な配線パターン10aを得ることがで
きる。The antireflection film 20 optimized as described above is formed on the underlying wiring layer 10 as shown in FIG. And a resist film 2 formed thereon.
By performing the photolithography process of No. 2, the fine pattern of the resist film 22 can be formed while suppressing the standing wave effect, and the line width variation is small. Therefore, if the underlying wiring layer 10 is etched by RIE or the like using the resist film 22, a fine wiring pattern 10a with a small line width variation can be obtained as shown in FIG.
【0036】次に、レジスト膜22を除去し、反射防止
膜20は残したままで、反射防止膜20が形成された配
線パターン10aの上に、バッファ層12を形成する。
バッファ層12は、たとえばTEOSを用いたプラズマ
化学気相成長(CVD)法により形成された酸化シリコ
ン膜(プラズマTEOS膜)で構成され、その膜厚は、
数百nm、たとえば約300nmである。バッファ層1
2は、この後に形成するO3 −TEOSによる酸化シリ
コン膜(以下、O3 −TEOS/NSG膜とも称する)
を、さらに、その後に形成するコンタクトホールの側壁
に残さないためと、吸湿性の高いO3 −TEOS/NS
G膜のAl配線への影響(コロージョン等)を防ぐため
と、そしてまた、O3 −TEOS/NSG成膜の下地依
存性を緩和するためである。Next, the buffer film 12 is formed on the wiring pattern 10a on which the anti-reflection film 20 is formed while the resist film 22 is removed and the anti-reflection film 20 is left.
The buffer layer 12 is composed of, for example, a silicon oxide film (plasma TEOS film) formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) method using TEOS.
It is several hundred nm, for example, about 300 nm. Buffer layer 1
Reference numeral 2 denotes a silicon oxide film of O 3 -TEOS to be formed thereafter (hereinafter, also referred to as O 3 -TEOS / NSG film)
And O 3 -TEOS / NS having a high hygroscopic property to prevent the
This is to prevent the influence of the G film on the Al wiring (corrosion or the like) and to alleviate the underlayer dependence of the O 3 -TEOS / NSG film formation.
【0037】次に、図1(B)に示すように、バッファ
膜12の上に、第1平坦化膜13を成膜する。第1平坦
化膜13は、たとえばO3 −TEOS/NSG膜で構成
される。この第1平坦化膜13の膜厚は、数百nm、た
とえば約500nmである。O3 −TEOS/NSG膜
は、段差埋め込み特性に優れ、凹凸のあるバッファ膜1
2の上部に、一定膜厚で成膜することができる。第1平
坦化膜13としては、段差埋め込み特性に優れ、一定膜
厚で成膜することができる膜であれば、特に限定され
ず、たとえばバイアスパッタ法により得られる酸化シリ
コン膜で構成することもできる。Next, as shown in FIG. 1B, a first planarizing film 13 is formed on the buffer film 12. The first flattening film 13 is composed of, for example, an O 3 -TEOS / NSG film. The thickness of the first flattening film 13 is several hundred nm, for example, about 500 nm. The O 3 -TEOS / NSG film is a buffer film 1 having excellent step filling characteristics and unevenness.
2 can be formed with a constant film thickness. The first flattening film 13 is not particularly limited as long as it is a film which is excellent in step filling characteristics and can be formed with a constant film thickness. For example, a silicon oxide film obtained by a via sputtering method may be used. it can.
【0038】この第1平坦化膜13の全面に、第1レジ
スト膜を形成し、この第1レジスト膜の全面をエッチバ
ック加工することにより、第1平坦化膜13の表面に形
成された段差部分に、段差埋め込み用レジストパターン
14を部分的に残す。次に、段差埋め込み用レジストパ
ターン14が形成された第1平坦化膜13の上に、さら
に第2レジスト膜を成膜し、この第2レジスト膜を配線
パターン10aの反転パターンでホトリソグラフィ加工
する。第2レジスト膜を、配線パターン10aの反転パ
ターンでホトリソグラフィ加工すれば、配線パターン1
0aにおける所定間隔以上の配線不存在パターン部分
に、レジストパターン15が残り、所定間隔以下の配線
不存在パターン部分では、レジストパターンは消えてし
まう。A first resist film is formed on the entire surface of the first flattening film 13, and the entire surface of the first resist film is etched back, so that the step formed on the surface of the first flattening film 13 is formed. The step filling resist pattern 14 is partially left in the portion. Next, a second resist film is further formed on the first flattening film 13 on which the step filling resist pattern 14 is formed, and the second resist film is subjected to photolithography processing using an inverted pattern of the wiring pattern 10a. . If the second resist film is photolithographically processed with an inverted pattern of the wiring pattern 10a, the wiring pattern 1
The resist pattern 15 remains in the wiring non-existing pattern portion at a predetermined interval or more in 0a, and the resist pattern disappears in the wiring non-existing pattern portion at a predetermined interval or less.
【0039】次に、図1(C)に示すように、レジスト
パターン14,15をマスクとして、RIEなどの異方
性エッチング処理を行い、第1平坦化膜13を加工す
る。異方性エッチング量を第1平坦化膜13の膜厚と同
程度にすることで、レジストパターン15により形成さ
れるダミーパターンの絶縁層16の高さは、配線10a
のパターンの上に形成してあるバッファ膜12の高さと
ほぼ同じになる。また、第1平坦化膜13の異方性エッ
チングにより、バッファ膜12上の段差部分には、第1
平坦化膜13で構成される埋め込み部13a,13bが
残される。Next, as shown in FIG. 1C, anisotropic etching such as RIE is performed using the resist patterns 14 and 15 as a mask to process the first flattening film 13. By making the anisotropic etching amount approximately equal to the film thickness of the first planarizing film 13, the height of the insulating layer 16 of the dummy pattern formed by the resist pattern 15 can be reduced by the wiring 10a.
Of the buffer film 12 formed on the above pattern. Further, the first flattening film 13 is anisotropically etched so that
The buried portions 13a and 13b composed of the flattening film 13 are left.
【0040】本実施例では、このエッチングに際し、反
射防止膜20が、エッチングストッパーとして機能し、
下層配線10aの上端を露出させないRIE条件に対し
て、より大きいマージンを確保することができる。次
に、図1(C)に示すように、プラズマTEOS−CV
D膜などで構成される中間平坦化膜17を成膜する。中
間平坦化膜17は、たとえば数百nm程度の酸化シリコ
ン膜である。この中間平坦化膜17の上に、第2平坦化
膜18を成膜する。第2平坦化膜18は、局所段差の埋
め込み特性に優れた膜であれば、特に限定されないが、
好ましくは、SOG法により成膜されるSOG膜で構成
される。第2平坦化膜18の膜厚は、数百nmである。In this embodiment, in this etching, the antireflection film 20 functions as an etching stopper,
A larger margin can be secured under the RIE condition in which the upper end of the lower wiring 10a is not exposed. Next, as shown in FIG. 1C, the plasma TEOS-CV
An intermediate flattening film 17 composed of a D film or the like is formed. The intermediate flattening film 17 is, for example, a silicon oxide film having a thickness of about several hundred nm. On this intermediate flattening film 17, a second flattening film 18 is formed. The second flattening film 18 is not particularly limited as long as it is a film having excellent local step filling characteristics.
Preferably, it is composed of an SOG film formed by the SOG method. The thickness of the second flattening film 18 is several hundred nm.
【0041】第2平坦化膜30を成膜することで、配線
10aによる局所段差を平坦化することができる。ま
た、配線10aによる比較的広域の段差は、第1平坦化
膜で構成されるダミーパターンの絶縁層16により解消
されている。本発明では、この中間平坦化膜17は、必
ずしも必要ではないが、第1平坦化膜13が、O3 −T
EOS/NSG膜であり、第2平坦化膜18がSOG膜
である場合には、これらを直接接触させないように、中
間平坦化膜17が形成されていることが好ましい。By forming the second flattening film 30, local steps due to the wiring 10a can be flattened. In addition, a relatively wide step due to the wiring 10a is eliminated by the insulating layer 16 of the dummy pattern formed of the first planarization film. In the present invention, the intermediate flattening film 17 is not necessarily required, but the first flattening film 13 is formed of O 3 -T
When the second planarization film 18 is an EOS / NSG film and the second planarization film 18 is an SOG film, an intermediate planarization film 17 is preferably formed so as not to directly contact them.
【0042】次に、第2平坦化膜18の全面を、異方性
エッチング処理し、中間平坦化膜17の表面を露出さ
せ、この中間平坦化膜17を所定量エッチングすること
で、表面の平坦化を図る。次に、中間平坦化膜17の表
面に、膜厚調整膜19を成膜する。膜厚調整膜19は、
配線10aの上に積層される平坦化された層間絶縁膜3
0の総膜厚を調整するためのもので、たとえばプラズマ
TEOS膜で構成される。この膜厚調整膜19の膜厚
は、数百nmである。Next, the entire surface of the second flattening film 18 is anisotropically etched to expose the surface of the intermediate flattening film 17, and the intermediate flattening film 17 is etched by a predetermined amount, whereby the surface of the second flattening film 17 is etched. Plan for flattening. Next, a film thickness adjusting film 19 is formed on the surface of the intermediate flattening film 17. The film thickness adjusting film 19
Flattened interlayer insulating film 3 laminated on wiring 10a
It is for adjusting the total film thickness of 0, and is made of, for example, a plasma TEOS film. The film thickness of the film thickness adjusting film 19 is several hundred nm.
【0043】本実施例に係る金属配線パターニング方法
および配線層間の層間絶縁膜の平坦化方法によれば、金
属配線の微細加工を可能にするために、金属配線材料の
上にSiX OY NZ あるいはSiX NY 膜をCVDし
て、配線にパターニングのためのフォトリソグラフィー
工程において、反射防止膜として用いることによって、
サブハーフミクロン領域の高精度なパターニングを可能
する。しかも、ここで用いた反射防止膜を除去せずに、
残しておくことによって、これを配線層間平坦化におけ
るエッチバック時のストッパーとして用いることがで
き、下層配線の上端を露出させないRIE条件に対し
て、より大きいマージンを確保することができる。According to the metal wiring patterning method and the method of flattening the interlayer insulating film between wiring layers according to the present embodiment, in order to enable fine processing of the metal wiring, Si X O Y N by CVD a Z or Si X N Y film, in a photolithography process for patterning the wiring, by using as an antireflection film,
Enables high-precision patterning in the sub-half-micron region. Moreover, without removing the anti-reflection film used here,
By leaving it as it is, it can be used as a stopper at the time of etch-back in flattening between wiring layers, and a larger margin can be secured under the RIE condition in which the upper end of the lower wiring is not exposed.
【0044】第2実施例 次に、本発明のその他の実施例について説明する。この
実施例では、前記第1実施例と共通する部材には、共通
する符号を付し、その説明は省略する。また、前記第1
実施例と共通するプロセスおよびその条件の説明は省略
する。 Second Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, members common to those of the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted. In addition, the first
A description of a process and conditions common to the embodiment is omitted.
【0045】本実施例では、図2(A)に示すように、
下層配線層10の上に、前記第1実施例と同様にして最
適化された反射防止膜20を成膜し、レジスト膜のフォ
トリソグラフィー加工を行う。その際に、前記第1実施
例と異なり、本来配線のパターンとならない部分であっ
て、配線における所定間隔以上の配線不存在パターン部
分に、ダミーパターンの配線層10bが残るように、ダ
ミーのレジストパターン22bを配線用レジストパター
ン22aと共に形成する。In this embodiment, as shown in FIG.
On the lower wiring layer 10, an optimized anti-reflection film 20 is formed in the same manner as in the first embodiment, and photolithography of the resist film is performed. At this time, unlike the first embodiment, a dummy resist is formed so that the wiring layer 10b of the dummy pattern remains in a portion of the wiring that does not originally become a wiring pattern and is a wiring non-existent pattern portion at a predetermined interval or more in the wiring. The pattern 22b is formed together with the wiring resist pattern 22a.
【0046】その後、このパターン22a,22bのレ
ジスト膜をマスクとして、配線層10のエッチング加工
を行い、図2(B)に示すように、ダミーパターンの配
線層10bを、本来の配線層パターン10aと共に形成
する。このダミーパターンの配線層10bは、図1に示
すダミーパターンの絶縁層16と同様に、比較的広域の
段差を平坦化する。Thereafter, the wiring layer 10 is etched using the resist films of the patterns 22a and 22b as masks, and as shown in FIG. 2B, the wiring layer 10b of the dummy pattern is replaced with the original wiring layer pattern 10a. Form with. Similar to the dummy pattern insulating layer 16 shown in FIG. 1, the wiring layer 10b of the dummy pattern flattens a relatively wide step.
【0047】その後は、図1(B)に示す第2レジスト
膜15を用いない以外は、第1実施例と同様にして平坦
化処理を行う。本実施例の製造方法も、前記第1実施例
と同様な作用を有する。なお、本発明は、上述した実施
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。Thereafter, a flattening process is performed in the same manner as in the first embodiment except that the second resist film 15 shown in FIG. 1B is not used. The manufacturing method of this embodiment also has the same operation as that of the first embodiment. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the present invention.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、微細パターンの配線層の形成が可能であり、しかも
平坦化処理に際し、配線層の表面の露出を有効に防止す
ることができ、層間絶縁膜の膜厚を必要以上に厚くする
必要もなく、ボイドなどがなく平坦性に優れた層間絶縁
膜を形成することができる。したがって、本発明の方法
は、微細化された多層配線に特に適している。As described above, according to the present invention, it is possible to form a wiring layer having a fine pattern, and it is possible to effectively prevent the surface of the wiring layer from being exposed during the planarization process. In addition, it is not necessary to increase the thickness of the interlayer insulating film more than necessary, and it is possible to form an interlayer insulating film having excellent flatness without voids or the like. Therefore, the method of the present invention is particularly suitable for miniaturized multilayer wiring.
【図1】図1(A)〜(C)は本発明の一実施例に係る
半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。FIGS. 1A to 1C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
【図2】図2(A)〜(C)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概略断面図である。FIGS. 2A to 2C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
【図3】図3は反射防止膜の製造条件と光学定数との関
係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between manufacturing conditions of an antireflection film and optical constants.
【図4】図4は反射防止膜の製造条件と光学定数との関
係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between manufacturing conditions of an antireflection film and optical constants.
【図5】図5は反射防止膜の製造条件と組成との関係を
示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a manufacturing condition and a composition of an antireflection film.
【図6】図6は反射防止膜がない場合のAl−Si配線
上のレジスト膜の定在波効果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a standing wave effect of a resist film on an Al—Si wiring in a case where an antireflection film is not provided.
【図7】図7はレジスト膜厚982nmにおいて、反射
防止膜の光学定数を変化させた場合に、レジスト膜の吸
収光量の変化の軌跡を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a locus of a change in the amount of light absorbed by the resist film when the optical constant of the antireflection film is changed at a resist film thickness of 982 nm.
【図8】図8はレジスト膜厚1000nmにおいて、反
射防止膜の光学定数を変化させた場合に、レジスト膜の
吸収光量の変化の軌跡を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a locus of a change in the amount of light absorbed by the resist film when the optical constant of the antireflection film is changed at a resist film thickness of 1000 nm.
【図9】図9はレジスト膜厚1018nmにおいて、反
射防止膜の光学定数を変化させた場合に、レジスト膜の
吸収光量の変化の軌跡を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a locus of a change in the amount of light absorbed by the resist film when the optical constant of the antireflection film is changed at a resist film thickness of 1018 nm.
【図10】図10はレジスト膜厚1035nmにおい
て、反射防止膜の光学定数を変化させた場合に、レジス
ト膜の吸収光量の変化の軌跡を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a locus of a change in the amount of light absorbed by the resist film when the optical constant of the antireflection film is changed at a resist film thickness of 1035 nm.
【図11】図11は最適化された反射防止膜の定在波効
果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the standing wave effect of the optimized antireflection film.
【図12】図12は最適化された反射防止膜の定在波効
果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a standing wave effect of an optimized anti-reflection film.
【図13】図13(A),(B)は反射防止膜の膜厚と
kおよびnの関係を示すグラフ出ある。FIGS. 13A and 13B are graphs showing the relationship between the thickness of the antireflection film and k and n.
【図14】図14はAl−Si膜上に、SiOx Ny :
H膜を成膜した場合とそうでない場合の定在波効果の差
異を示すグラフである。FIG. 14 is a view showing an example in which SiO x N y :
7 is a graph showing a difference between a standing wave effect in a case where an H film is formed and a case in which it is not.
【図15】図15(A),(B)は従来例に係る平坦化
方法を示す概略断面図である。FIGS. 15A and 15B are schematic cross-sectional views illustrating a planarization method according to a conventional example.
【図16】図16(C)〜(E)は図15の続きの過程
を示す概略断面図である。16 (C) to 16 (E) are schematic cross-sectional views showing a process subsequent to FIG.
10… 配線層 10a… 配線パターン 10b… ダミーパターンの配線層 12… バッファ膜 13… 第1平坦化膜 16… ダミーパターンの絶縁層 14,15… レジストパターン 17… 中間平坦化膜 18… 第2平坦化膜 19… 膜厚調整膜 20… 反射防止膜 30… 層間絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wiring layer 10a ... Wiring pattern 10b ... Wiring layer of dummy pattern 12 ... Buffer film 13 ... First planarization film 16 ... Insulating layer of dummy pattern 14, 15 ... Resist pattern 17 ... Intermediate planarization film 18 ... Second flat Oxide film 19 ... film thickness adjusting film 20 ... anti-reflection film 30 ... interlayer insulating film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/318 H01L 21/3205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/318 H01L 21/3205
Claims (6)
程と、 反射防止膜の上に、レジスト膜を成膜する工程と、 前記レジスト膜を所定パターンにフォトリソグラフィー
加工する工程と、 前記所定パターンにフォトリソグラフィー加工されたレ
ジスト膜をマスクとして、前記配線層をエッチング加工
する工程と、 前記レジスト膜を除去し、前記反射防止膜を残したまま
で、前記配線層の上に、平坦化用絶縁膜を成膜し、表面
の平坦化処理を行う工程とを有し、 前記反射防止膜の膜厚および光学定数が、前記レジスト
膜のフォトリソグラフィー加工時の定在波効果を抑制す
るように設定してあり、 前記平坦化処理のエッチングにおいて、前記反射防止膜
をエッチングストッパーとして機能させ、 前記平坦化用絶縁膜が、前記配線層における所定間隔以
上の配線不存在パターン部分上に、ダミーパターンの絶
縁層が残るようにエッチング加工される 半導体装置の製
造方法。A step of forming an anti-reflection film on the wiring layer; a step of forming a resist film on the anti-reflection film; and a step of photolithography processing the resist film into a predetermined pattern. A step of etching the wiring layer using a resist film photolithographically processed in the predetermined pattern as a mask; removing the resist film and flattening the wiring layer while leaving the antireflection film. Forming a passivation insulating film and performing a surface flattening process, wherein the thickness and the optical constant of the antireflection film suppress a standing wave effect at the time of photolithography processing of the resist film. In the etching of the flattening process, the anti-reflection film functions as an etching stopper, and the flattening insulating film is formed at a position in the wiring layer. At regular intervals
Above the wiring non-existing pattern part,
A method of manufacturing a semiconductor device in which etching is performed so that an edge layer remains .
程と、 反射防止膜の上に、レジスト膜を成膜する工程と、 前記レジスト膜を所定パターンにフォトリソグラフィー
加工する工程と、 前記所定パターンにフォトリソグラフィー加工されたレ
ジスト膜をマスクとして、前記配線層をエッチング加工
する工程と、 前記レジスト膜を除去し、前記反射防止膜を残したまま
で、前記配線層の上に、平坦化用絶縁膜を成膜し、表面
の平坦化処理を行う工程とを有し、 前記反射防止膜の膜厚および光学定数が、前記レジスト
膜のフォトリソグラフィー加工時の定在波効果を抑制す
るように設定してあり、 前記平坦化処理のエッチングにおいて、前記反射防止膜
をエッチングストッパーとして機能させ、 前記配線層における所定間隔以上の配線不存在パターン
部分に、ダミーパターンの配線層が残るように、前記反
射防止膜を用いたフォトリソグラフィー加工が行われる
半導体装置の製造方法。 2. A process for forming an antireflection film on a wiring layer.
And extent, on the antireflection film, photolithography and the step of forming a resist film, the resist film in a predetermined pattern
Processing, and a photolithography processing of the predetermined pattern.
The wiring layer is etched using the dist film as a mask.
And removing the resist film, leaving the anti-reflection film
Then, an insulating film for planarization is formed on the wiring layer,
Performing a flattening process, wherein the film thickness and the optical constant of the antireflection film are
Suppresses standing wave effects during photolithographic processing of films
In the etching of the flattening process, the antireflection film
Function as an etching stopper, and a wiring non-existence pattern of a predetermined distance or more in the wiring layer.
So that the dummy pattern wiring layer remains in the
Photolithography using anti-reflective coating is performed
A method for manufacturing a semiconductor device.
−Si−Cu、Al−Cuのうちのいずれかである請求
項1または2に記載の半導体装置の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the wiring layer is made of Al, Al—Si, Al
-Si-Cu, wherein is any one of Al-Cu
Item 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 1 or 2 .
びSix Ny のうちのいずれかである請求項1〜3のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。Wherein said anti-reflection film, Si x O y N z and Si x N claims 1-3 Noi is one of a y
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
を、バッファ用絶縁膜を介して前記平坦化用絶縁膜で覆
う請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the wiring layer on which the antireflection film is formed is covered with the planarization insulating film via a buffer insulating film. .
ラズマ化学気相成長法により形成された酸化シリコン膜
で構成され、前記平坦化用絶縁膜が、オゾンおよびTE
OSを用いた常圧CVD法により形成された酸化シリコ
ン膜で構成され、前記平坦化用絶縁膜が、エッチング加
工されることにより平坦化が図られる請求項5に記載の
半導体装置の製造方法。6. The buffer film is composed of a silicon oxide film formed by plasma enhanced chemical vapor deposition using TEOS, and the planarizing insulating film is formed of ozone and TE.
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5 , wherein the planarization insulating film is formed by a silicon oxide film formed by a normal pressure CVD method using an OS, and the planarization insulating film is planarized by etching.
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JPH0845901A JPH0845901A (en) | 1996-02-16 |
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