JP3615914B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光方法およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に、試料台にウエハが静電吸着法を用いてセットされている場合においても高精度な露光が行える電子線露光装置などの露光方法およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明者は、半導体集積回路装置の製造方法に使用されている電子線露光方法について検討した。以下は、本発明者によって検討された技術であり、その概要は次のとおりである。
【0003】
すなわち、電子線露光方法において、半導体集積回路装置を製造するための半導体基板などからなるウエハは、真空を保たれている試料室内に設置されている試料台(試料ステージ)にセット(搭載)されている。
【0004】
なお、電子線露光装置(電子線描画装置)について記載されている文献としては、例えば1988年12月13日、工業調査会発行の「電子材料1988年12月号別冊」p84〜p89に記載されているものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した電子線露光方法において、ウエハは真空を保たれている試料室内に設置されている試料台に搭載されていることにより、光露光装置で用いられているようなウエハの真空吸着法を採用することができないので、静電吸着法が用いられている。
【0006】
したがって、本発明者の検討の結果、試料台にウエハが静電吸着法を用いてセットされている場合において、そこにリーク電流が発生し、ウエハが帯電して、電子線露光装置の電子線(電子ビーム)によってレジスト膜を露光(描画)してレジスト膜をパターン化する際に、パターン化されたレジスト膜のパターン位置に誤差が生じるという問題点が発生している。
【0007】
そのため、電子線露光方法を使用して、半導体集積回路装置を製造するための半導体基板などからなるウエハにパターンを形成する際に、パターン位置の精度が低下するという問題点が発生している。
【0008】
本発明の目的は、試料台にウエハが静電吸着法を用いてセットされている場合においても高精度な露光が行える電子線露光装置などの露光方法およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【0009】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0011】
すなわち、本発明の露光方法は、例えば電子線露光装置の真空に保たれた試料室内に設置されている試料台にウエハが静電吸着法を用いてセットされている場合などにおいて、ウエハの上に塗布されているレジスト膜の上に導電膜を堆積した状態で、露光装置の試料台の上にウエハをセットし、導電膜を接地して、レジスト膜を露光するものである。
【0012】
また、本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前述した露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、半導体集積回路装置のパターンを形成する工程を有するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【0014】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1である電子線露光方法を説明するための概略断面図である。
【0015】
本実施の形態の電子線露光方法に使用している電子線露光装置は、静電吸着法を用いた試料台4を有するものであり、露光される試料であるウエハ1が試料台4にセット(搭載)され、静電吸着法により固定されるものである。
【0016】
この場合、本実施の形態のウエハ1は、その表面にレジスト膜2が塗布されており、そのレジスト膜2の上に静電シールド膜としての導電膜3を堆積していることを特徴としている。
【0017】
また、本実施の形態のウエハ1は、半導体集積回路装置の製造工程に使用されているシリコンを材料としている半導体基板などからなる導電体としてのウエハである。
【0018】
また、本実施の形態のウエハ1は、試料台4に搭載されていると共にウエハ1の上の導電膜3が接地用針12によって接地(アース)10に電気的に接続させている。この場合、接地用針12は、試料台4の周辺に設置されているパレットホルダー8に電気的に接続されており、パレットホルダー8は接地10に電気的に接続されていて、アース(0V)状態となっている。
【0019】
また、本実施の形態の試料台4は、セラミックスなどからなる絶縁体5の上に電極6が配置されており、電極6の上にシリコンカーバイドなどからなる誘電体7が配置されている。そして、例えば300Vの電源9の一方には、抵抗体11を介して電極6が電気的に接続されており、電源9の他方には、接地10が電気的に接続されている。
【0020】
本実施の形態の電子線露光方法は、ウエハ1の上に塗布されているレジスト膜2の上に静電シールド膜としての導電膜3を堆積した状態で、電子線露光装置の試料台4の上にウエハ1をセットし、導電膜3を接地して、レジスト膜2を電子線(電子ビーム)によって露光する工程を行う。
【0021】
次に、レジスト膜2を露光した後、導電膜3を取り除いた後、リソグラフィ技術におけるレジスト膜2の現像処理およびベーキング処理を行って、パターン化されたレジスト膜2を形成する工程を行う。
【0022】
この場合、本実施の形態のウエハ1は、その表面にレジスト膜2が塗布されており、そのレジスト膜2の上に静電シールド膜としての導電膜3を堆積している。
【0023】
図2は、ポリ化合物、例えばイソチアナフテンジイル−スルホネートを材料とした導電膜3の膜厚とその導電膜3の表面抵抗値との関係を示すグラフ図である。図2からも明かのように、導電膜3の膜厚が大きくなると導電膜3の表面抵抗値が小さくなる。この場合、導電膜3は、ポリ化合物のイソチアナフテンジイル−スルホネートと界面活性剤をあわせて1.4wt%含有している水溶液を用いてレジスト膜2の上に堆積した導電膜を適用している。
【0024】
本発明者の検討の結果、導電膜3の表面抵抗値を1×105 Ω/cm2 以下とすることにより、静電吸着法を有する試料台4からの10μA程度のリーク電流によるウエハ1の帯電を電子線(電子ビーム)に対して完全にシールドすることができる。
【0025】
その結果、本実施の形態の電子線露光方法によれば、0.05μm 程の合わせ精度(精度)ができることにより、高精度な露光を行うことができる。
【0026】
図3は、本実施の形態の電子線露光方法を使用した場合の合わせ精度を示す平面図である。また、図4は、従来の電子線露光方法を使用した場合の合わせ精度を示す平面図である。図3および図4において、1はウエハを示し、C(C1 C2 C3 ・・・, C34, ・, C36, ・)はチップを示し、M(M1 M2 M3 ・・・, M34, ・, M36, ・)は露光した後のパターン化されたレジスト膜2のパターンの誤差(設計仕様のパターンと比較した場合のパターン化されたレジスト膜2のパターンの誤差を形状化したもの)を示している。
【0027】
本実施の形態の導電膜3は、ポリ化合物のイソチアナフテンジイル−スルホネートと界面活性剤をあわせて1.4wt%含有している水溶液を用いてレジスト膜2の上に堆積した導電膜を適用することにより、回転塗布法などの容易な製造プロセスによって、レジスト膜2の上に導電膜3を堆積することができる。また、レジスト膜2を露光した後に、水溶液を用いて導電膜3を取り除くことができることにより、容易な製造プロセスによって、導電膜3を取り除くことができる。
【0028】
なお、本実施の形態の導電膜3の他の態様としては、前述したポリ化合物のイソチアナフテンジイル−スルホネートを材料としている導電膜以外に、導電性のポリ化合物を使用することができる。
【0029】
前述した本実施の形態の電子線露光方法によれば、ウエハ1の上に塗布されているレジスト膜2の上に静電シールド膜としての導電膜3を堆積した状態で、電子線露光装置の試料台4の上にウエハ1をセットし、導電膜3を接地して、レジスト膜2を電子線(電子ビーム)によって露光していることにより、静電吸着法を有する試料台4からの10μA程度のリーク電流によるウエハ1の帯電を電子線に対してシールドすることができる。
【0030】
この場合、特に、導電膜3の表面抵抗値を1×105 Ω/cm2 以下とすることにより、静電吸着法を有する試料台4からの10μA程度のリーク電流によるウエハ1の帯電を電子線に対して完全にシールドすることができる。
【0031】
したがって、本実施の形態の電子線露光方法によれば、0.05μm 度の精度(合わせ精度)ができることにより、高精度な露光を行うことができる。
【0032】
(実施の形態2)
図5〜図10は、本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法は、前述した実施の形態1の電子線露光方法を使用しているものである。同図を用いて、本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法を具体的に説明する。
【0033】
まず、図5に示すように、例えば単結晶シリコンからなるp型の半導体基板(ウエハ)13を用意し、半導体基板13の表面の選択的な領域を熱酸化してLOCOS(Local Oxidation of Silicon)構造の酸化シリコン膜からなる素子分離用のフィールド絶縁膜14を形成する。
【0034】
次に、半導体基板1の表面を熱酸化等を施して酸化シリコン膜(ゲート絶縁膜)15を形成し、この酸化シリコン膜15の上に、CVD(Chemical Vapor Deposition )法を使用して、多結晶シリコン膜16を堆積する。この場合、多結晶シリコン膜16は、ゲート電極となるものである。
【0035】
次に、半導体基板13の上に、CVD法を使用して、酸化シリコン膜17を形成した後、酸化シリコン膜17の上に、レジスト膜18を塗布した後、レジスト膜18の上に導電膜19を形成する。
【0036】
この場合、導電膜19は、前述した実施の形態1の導電膜であり、ポリ化合物のイソチアナフテンジイル−スルホネートと界面活性剤をあわせて1.4wt%含有している水溶液を用いてレジスト膜18の上に堆積した導電膜である。また、導電膜19の表面抵抗値を1×105 Ω/cm2 以下とすることにより、静電吸着法有する試料台4からの10μA程度のリーク電流による半導体基板13の帯電を電子線(電子ビーム)に対して完全にシールドすることができるので、導電膜19の膜厚を150nm以上としている。
【0037】
次に、前述した実施の形態1の電子線露光方法を使用して、レジスト膜18に電子線(電子ビーム)により露光(描画)して、ゲート電極パターンを形成するためのエッチング用マスクとしてのレジスト膜18のパターンを形成するための露光を行う。なお、図5におけるレジスト膜18aは、露光された領域のレジスト膜18を示すものである。
【0038】
次に、図6に示すように、導電膜19を水溶液を使用して取り除いた後、リソグラフィ技術におけるレジスト膜18の現像処理およびベーキング処理を行って、パターン化されたレジスト膜18を形成する。
【0039】
その後、パターン化されたレジスト膜18をエッチング用マスクとして用いて、ドライエッチングなどの選択エッチング技術を使用して、酸化シリコン膜17、多結晶シリコン膜16のパターン化を行い、多結晶シリコン膜16にゲート電極としてのパターンを形成する。
【0040】
この場合、前述した実施の形態1の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、多結晶シリコン膜16からなるゲート電極のパターンを形成していることによって、そのパターンを高精度な露光をもって形成することができるので、高精度でしかも微細加工をもってゲート電極を形成することができる。
【0041】
次に、図7に示すように、半導体基板13の上に、CVD法を使用して、酸化シリコン膜を堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、不要な領域の酸化シリコン膜を取り除いて、ゲート電極としての多結晶シリコン膜16の側壁に、酸化シリコン膜からなる側壁絶縁膜(サイドウォールスペーサ)20を形成する。
【0042】
その後、半導体基板13に、例えばリンなどのn型の不純物をイオン注入してソースおよびドレインとしてのn型の半導体領域21を形成する。
【0043】
次に、図8に示すように、ソースおよびドレインとしてのn型の半導体領域21の上における表面が露出しているゲート絶縁膜としての酸化シリコン膜15を取り除いた後、半導体基板13の上に酸化シリコン膜(絶縁膜)22を形成する。
【0044】
その後、前述した実施の形態1の電子線露光方法を使用して、酸化シリコン膜22の上に塗布したレジスト膜23を露光した後、レジスト膜23のパターン化を行う。
【0045】
次に、レジスト膜23をエッチング用マスクとして使用して、ドライエッチングなどの選択エッチング技術を使用して、酸化シリコン膜22の選択的な領域にスルーホール(接続孔)24を形成する。
【0046】
この場合、酸化シリコン膜22は、例えば酸化シリコン膜をCVD法により形成した後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することにより、平坦化された酸化シリコン膜22を形成する。平坦化処理は、酸化シリコン膜22の表面を例えばエッチバック法またはCMP(Chemical Mechanical Polishing 、化学機械研磨)法により平坦にする態様を採用することができる。
【0047】
したがって、前述した実施の形態1の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、スルーホール24のパターンを形成していることによって、そのパターンを高精度な露光をもって形成することができるので、高精度でしかも微細加工をもってスルーホール24を形成することができる。
【0048】
次に、図9に示すように、半導体基板13の上に、例えば導電性の多結晶シリコン層などからなる配線層25を形成する。
【0049】
その後、前述した実施の形態1の電子線露光方法を使用して、配線層25の上に塗布したレジスト膜26を露光した後、レジスト膜26のパターン化を行う。
【0050】
次に、レジスト膜26をエッチング用マスクとして使用して、ドライエッチングなどの選択エッチング技術を使用して、配線層25のパターン化を行う。
【0051】
この場合、配線層25は、例えば導電性の多結晶シリコン層をCVD法により形成した後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することにより、平坦化された配線層25を形成する。平坦化処理は、配線層25の表面を例えばエッチバック法またはCMP法により平坦にする態様を採用することができる。
【0052】
また、配線層25を形成する前工程として、スルーホール24に、例えば導電性の多結晶シリコン膜またはタングステンなどの導電性材料を埋め込んで、スルーホール24にプラグ(plug)を形成する態様を適用することができる。
【0053】
したがって、前述した実施の形態1の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、配線層25のパターンを形成していることによって、そのパターンを高精度な露光をもって形成することができるので、高精度でしかも微細加工をもって配線層25を形成することができる。
【0054】
次に、図10に示すように、半導体基板13の上に、例えば酸化シリコン膜などからなる層間絶縁膜としての絶縁膜27を形成した後、前述した実施の形態1の電子線露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を用いて、絶縁膜27の選択的な領域にスルーホールを形成する。
【0055】
この場合、層間絶縁膜としての絶縁膜27は、例えば酸化シリコン膜をCVD法により形成した後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することにより、平坦化された絶縁膜27を形成する。平坦化処理は、絶縁膜27の表面を例えばエッチバック法またはCMP法により平坦にする態様を採用することができる。
【0056】
また、絶縁膜27は、例えばリンを含んでいる酸化シリコン膜であるPSG(Phospho Silicate Glass)膜またはホウ素およびリンを含んでいる酸化シリコン膜であるBPSG(Boro Phospho Silicate Glass)膜あるいは回転塗布法により形成できるSOG(Spin On Glass)膜などの酸化シリコンを有する絶縁膜を適用することができる。
【0057】
その後、半導体基板1の上に、例えばアルミニウム層などからなる配線層28を形成した後、前述した実施の形態1の電子線露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を用いて、配線層28のパターン化を行う。
【0058】
この場合、配線層28は、例えばアルミニウム層をスパッタリング法により形成した後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することにより、平坦化された配線層28を形成する。平坦化処理は、配線層28の表面を例えばエッチバック法またはCMP法により平坦にする態様を採用することができる。
【0059】
その後、設計仕様に応じて、前述した層間絶縁膜と配線層との製造工程を繰り返し行って、多層配線層を形成した後、パシベーション膜を形成することにより、半導体集積回路装置の製造工程を終了する。
【0060】
前述した本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法によれば、前述した実施の形態1の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、多結晶シリコン膜16からなるゲート電極、スルーホール24、配線層25などのパターンを形成していることによって、そのパターンを高精度な露光をもって形成することができるので、高精度でしかも微細加工をもって高製造歩留りの製造ができる。
【0061】
本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法によれば、前述した実施の形態1の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、多結晶シリコン膜16からなるゲート電極、スルーホール24、配線層25などのパターンを形成していることによって、合わせ精度が高くてしかも微細加工が容易にできるリソグラフィ技術を達成できることにより、微細加工体である半導体集積回路装置の種々の品種および種々の製造工程に適用して、微細加工を高精度にしかも容易に行うことができる。
【0062】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0063】
例えば、本発明の露光方法に使用される露光装置は、電子線露光装置以外に、X線露光装置およびSR(シンクロトロン放射光)露光装置などの種々の露光装置を使用することができる。
【0064】
また、本発明の露光方法を用いた半導体集積回路装置の製造方法において、半導体基板またはSOI(Silicon on Insulator)基板などのウエハにMOSFET、CMOSFET、バイポーラトランジスタまたはMOSFETとバイポーラトランジスタを組み合わせたBiMOSあるいはBiCMOS構造などの種々の半導体素子を組み合わせた態様の半導体素子を形成することができ、それらの半導体素子を使用したDRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory )などのメモリ系またはロジック系などの種々の半導体集積回路装置の製造方法に適用できる。
【0065】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0066】
(1).本発明の露光方法によれば、ウエハの上に塗布されているレジスト膜の上に静電シールド膜としての導電膜を堆積した状態で、電子線露光装置などの露光装置の試料台の上にウエハをセットし、導電膜を接地して、レジスト膜を電子線(電子ビーム)などによって露光していることにより、静電吸着法を有する試料台からの10μA程度のリーク電流によるウエハの帯電を電子線などに対してシールドすることができる。
【0067】
この場合、特に、導電膜の表面抵抗値を1×105 Ω/cm2 以下とすることにより、静電吸着法を有する試料台からの10μA程度のリーク電流によるウエハの帯電を電子線に対して完全にシールドすることができる。
【0068】
したがって、本発明の露光方法によれば、0.05μm 程度の精度(合わせ精度)ができることにより、高精度な露光を行うことができる。
【0069】
(2).本発明の半導体集積回路装置の製造方法によれば、本発明の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、ゲート電極、絶縁膜に形成するスルーホール、配線層などのパターンを形成していることによって、そのパターンを高精度な露光をもって形成することができるので、高精度でしかも微細加工をもって高製造歩留りの製造ができる。
【0070】
(3).本発明の半導体集積回路装置の製造方法によれば、本発明の露光方法を用いたリソグラフィ技術および選択エッチング技術を使用して、多ゲート電極、絶縁膜に形成するスルーホール、配線層などのパターンを形成していることによって、合わせ精度が高くてしかも微細加工が容易にできるリソグラフィ技術を達成できることにより、微細加工体である半導体集積回路装置の種々の品種および種々の製造工程に適用して、微細加工を高精度にしかも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1である電子線露光方法を説明するための概略断面図である。
【図2】ポリ化合物のイソチアナフテンジイル−スルホネートを材料とした導電膜の膜厚とその導電膜の表面抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【図3】本発明の実施の形態1である電子線露光方法を使用した場合の合わせ精度を示す平面図である。
【図4】従来の電子線露光方法を使用した場合の合わせ精度を示す平面図である。
【図5】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図6】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図7】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図8】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図9】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図10】本発明の実施の形態2である半導体集積回路装置の製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ウエハ
2 レジスト膜
3 導電膜
4 試料台
5 絶縁体
6 電極
7 誘電体
8 パレットホルダー
9 電源
10 接地(アース)
11 抵抗体
12 接地用針
13 半導体基板(ウエハ)
14 フィールド絶縁膜
15 酸化シリコン膜(ゲート絶縁膜)
16 多結晶シリコン膜(ゲート電極)
17 酸化シリコン膜
18 レジスト膜
19 導電膜
20 側壁絶縁膜
21 半導体領域
22 酸化シリコン膜
23 レジスト膜
24 スルーホール
25 配線層
26 レジスト膜
27 絶縁膜
28 配線層
C1 C2 C3 C34, C36 チップ
M1 M2 M3 M34, M36 レジスト膜のパターンの誤差を形状化したもの[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the same, and more particularly, an electron beam exposure capable of performing highly accurate exposure even when a wafer is set on a sample stage using an electrostatic adsorption method. The present invention relates to an exposure method for an apparatus and the like, and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the same.
[0002]
[Prior art]
The inventor has examined an electron beam exposure method used in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device. The following is a technique studied by the present inventor, and its outline is as follows.
[0003]
That is, in the electron beam exposure method, a wafer made of a semiconductor substrate or the like for manufacturing a semiconductor integrated circuit device is set (mounted) on a sample stage (sample stage) installed in a sample chamber in which a vacuum is maintained. ing.
[0004]
In addition, as a document describing the electron beam exposure apparatus (electron beam drawing apparatus), it is described in, for example, December 13, 1988, “December 1988 issue separate volume” p84 to p89 published by the Industrial Research Council. There is something that is.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electron beam exposure method described above, the wafer is mounted on a sample stage installed in a sample chamber in which a vacuum is maintained, so that the wafer vacuum adsorption method used in an optical exposure apparatus is used. Therefore, the electrostatic adsorption method is used.
[0006]
Therefore, as a result of the study by the present inventors, when the wafer is set on the sample stage using the electrostatic adsorption method, a leakage current is generated there, the wafer is charged, and the electron beam of the electron beam exposure apparatus When patterning a resist film by exposing (drawing) the resist film with (electron beam), there is a problem that an error occurs in the pattern position of the patterned resist film.
[0007]
For this reason, when forming a pattern on a wafer made of a semiconductor substrate or the like for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the electron beam exposure method, there is a problem that the accuracy of the pattern position is lowered.
[0008]
An object of the present invention is to provide an exposure method such as an electron beam exposure apparatus capable of performing high-precision exposure even when a wafer is set on a sample stage using an electrostatic adsorption method, and manufacture of a semiconductor integrated circuit device using the same. It is to provide a method.
[0009]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0011]
In other words, the exposure method of the present invention can be applied to the top surface of a wafer when the wafer is set on a sample table placed in a sample chamber kept in a vacuum of an electron beam exposure apparatus using an electrostatic adsorption method. In the state where the conductive film is deposited on the resist film applied to the substrate, the wafer is set on the sample stage of the exposure apparatus, the conductive film is grounded, and the resist film is exposed.
[0012]
The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a step of forming a pattern of the semiconductor integrated circuit device using the lithography technique and the selective etching technique using the exposure method described above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description will be omitted.
[0014]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an electron beam exposure method according to
[0015]
The electron beam exposure apparatus used in the electron beam exposure method of the present embodiment has a sample table 4 using an electrostatic adsorption method, and a
[0016]
In this case, the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In the sample stage 4 of the present embodiment, an
[0020]
In the electron beam exposure method of this embodiment, a conductive film 3 serving as an electrostatic shield film is deposited on a
[0021]
Next, after the
[0022]
In this case, a
[0023]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the film thickness of the conductive film 3 made of a poly compound, for example, isothianaphthenediyl-sulfonate, and the surface resistance value of the conductive film 3. As is clear from FIG. 2, when the film thickness of the conductive film 3 increases, the surface resistance value of the conductive film 3 decreases. In this case, the conductive film 3 is a conductive film deposited on the resist
[0024]
As a result of the study by the present inventor, by setting the surface resistance value of the conductive film 3 to 1 × 10 5 Ω / cm 2 or less, the
[0025]
As a result, according to the electron beam exposure method of the present embodiment, the alignment accuracy (accuracy) of about 0.05 μm can be achieved, so that highly accurate exposure can be performed.
[0026]
FIG. 3 is a plan view showing alignment accuracy when the electron beam exposure method of the present embodiment is used. FIG. 4 is a plan view showing alignment accuracy when a conventional electron beam exposure method is used. 3 and 4, 1 indicates a wafer, C (C 1 C 2 C 3 ..., C 34 ,..., C 36 ,...) Indicates a chip, and M (M 1 M 2 M 3 .. M 34 , M 36 , and M are the pattern error of the patterned resist
[0027]
As the conductive film 3 of the present embodiment, a conductive film deposited on the resist
[0028]
In addition, as another aspect of the conductive film 3 of the present embodiment, a conductive poly compound can be used in addition to the conductive film made of the above-described poly compound isothianaphthenediyl-sulfonate.
[0029]
According to the electron beam exposure method of the present embodiment described above, the conductive film 3 serving as an electrostatic shield film is deposited on the resist
[0030]
In this case, in particular, by setting the surface resistance value of the conductive film 3 to 1 × 10 5 Ω / cm 2 or less, the
[0031]
Therefore, according to the electron beam exposure method of the present embodiment, the accuracy (alignment accuracy) of 0.05 μm can be achieved, so that highly accurate exposure can be performed.
[0032]
(Embodiment 2)
5 to 10 are schematic cross-sectional views showing manufacturing steps of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. The manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device of this embodiment uses the electron beam exposure method of the first embodiment described above. The method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment will be specifically described with reference to FIG.
[0033]
First, as shown in FIG. 5, a p-type semiconductor substrate (wafer) 13 made of, for example, single crystal silicon is prepared, and a selective region on the surface of the
[0034]
Next, the surface of the
[0035]
Next, a
[0036]
In this case, the
[0037]
Next, using the electron beam exposure method of the first embodiment described above, the resist
[0038]
Next, as shown in FIG. 6, the
[0039]
Thereafter, using the patterned resist
[0040]
In this case, the pattern of the gate electrode formed of the
[0041]
Next, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film is deposited on the
[0042]
Thereafter, n-type impurities such as phosphorus are ion-implanted into the
[0043]
Next, as shown in FIG. 8, after removing the
[0044]
Thereafter, the resist
[0045]
Next, through holes (connection holes) 24 are formed in selective regions of the
[0046]
In this case, as the
[0047]
Therefore, by forming the pattern of the through
[0048]
Next, as shown in FIG. 9, a
[0049]
Thereafter, the resist
[0050]
Next, using the resist
[0051]
In this case, the
[0052]
Further, as a pre-process for forming the
[0053]
Therefore, by forming the pattern of the
[0054]
Next, as shown in FIG. 10, after forming an insulating
[0055]
In this case, as the insulating
[0056]
The insulating
[0057]
Thereafter, after forming a
[0058]
In this case, the
[0059]
After that, the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device is completed by forming the multi-layer wiring layer and then forming the passivation film by repeating the manufacturing process of the interlayer insulating film and the wiring layer described above according to the design specifications. To do.
[0060]
According to the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment described above, the gate electrode formed of the
[0061]
According to the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the gate electrode and the through-hole formed of the
[0062]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
[0063]
For example, the exposure apparatus used in the exposure method of the present invention can use various exposure apparatuses such as an X-ray exposure apparatus and an SR (synchrotron radiation) exposure apparatus in addition to the electron beam exposure apparatus.
[0064]
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the exposure method of the present invention, a MOSFET, a CMOSFET, a bipolar transistor, or a BiMOS or BiCMOS in which a MOSFET and a bipolar transistor are combined on a wafer such as a semiconductor substrate or an SOI (Silicon on Insulator) substrate. A semiconductor element having a combination of various semiconductor elements such as a structure can be formed, and a memory system or a logic system such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or SRAM (Static Random Access Memory) using the semiconductor elements. The present invention can be applied to various semiconductor integrated circuit device manufacturing methods.
[0065]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0066]
(1). According to the exposure method of the present invention, a conductive film as an electrostatic shield film is deposited on a resist film coated on a wafer, and is placed on a sample stage of an exposure apparatus such as an electron beam exposure apparatus. By setting the wafer, grounding the conductive film, and exposing the resist film with an electron beam (electron beam) or the like, the wafer is charged by a leakage current of about 10 μA from a sample stage having an electrostatic adsorption method. It can be shielded against electron beams.
[0067]
In this case, in particular, by setting the surface resistance value of the conductive film to 1 × 10 5 Ω / cm 2 or less, the wafer is charged to the electron beam by a leakage current of about 10 μA from the sample stage having the electrostatic adsorption method. And can be completely shielded.
[0068]
Therefore, according to the exposure method of the present invention, the accuracy (alignment accuracy) of about 0.05 μm can be achieved, so that highly accurate exposure can be performed.
[0069]
(2). According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a pattern such as a gate electrode, a through hole formed in an insulating film, a wiring layer is formed using a lithography technique and a selective etching technique using the exposure method of the present invention. By forming the pattern, the pattern can be formed with high-accuracy exposure, so that it is possible to manufacture a high manufacturing yield with high accuracy and fine processing.
[0070]
(3). According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a pattern of a multi-gate electrode, a through-hole formed in an insulating film, a wiring layer, etc., using the lithography technique and the selective etching technique using the exposure method of the present invention. Can be applied to various types and various manufacturing processes of semiconductor integrated circuit devices, which are microfabricated bodies, by being able to achieve lithography technology that enables high precision and easy microfabrication. Fine processing can be easily performed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an electron beam exposure method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the film thickness of a conductive film made of a poly compound, isothianaphthenediyl-sulfonate, and the surface resistance value of the conductive film.
FIG. 3 is a plan view showing alignment accuracy when the electron beam exposure method according to
FIG. 4 is a plan view showing alignment accuracy when a conventional electron beam exposure method is used.
FIG. 5 is a schematic cross sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device which is
6 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor integrated circuit device which is
FIG. 8 is a schematic cross sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device which is
FIG. 9 is a schematic cross sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device which is
FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device which is
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11
14
16 Polycrystalline silicon film (gate electrode)
17
Claims (3)
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JPH1167646A JPH1167646A (en) | 1999-03-09 |
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