JP4394627B2 - Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same - Google Patents

Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP4394627B2
JP4394627B2 JP2005287767A JP2005287767A JP4394627B2 JP 4394627 B2 JP4394627 B2 JP 4394627B2 JP 2005287767 A JP2005287767 A JP 2005287767A JP 2005287767 A JP2005287767 A JP 2005287767A JP 4394627 B2 JP4394627 B2 JP 4394627B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
pattern
self
opening
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005287767A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007103422A (en
Inventor
竹史 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2005287767A priority Critical patent/JP4394627B2/en
Publication of JP2007103422A publication Critical patent/JP2007103422A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4394627B2 publication Critical patent/JP4394627B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、自己整合パターンの製造方法およびそれを用いた半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a self-aligned pattern manufacturing method and a semiconductor device using the same.

従来の半導体装置の製造におけるフォトリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置は、レチクルに形成されたパターンを、投影光学系を介して半導体ウエハ上に投影露光するものである。このような露光装置においては、ウエハ上に複数層のパターンを重ね合わせて形成するので、ウエハ上に既に形成されているパターンと、次に投影露光転写するレチクル上のパターンとを高精度に位置合わせすることが重要になる。   A projection exposure apparatus used in a photolithography process in the manufacture of a conventional semiconductor device projects and exposes a pattern formed on a reticle onto a semiconductor wafer via a projection optical system. In such an exposure apparatus, since a plurality of layers of patterns are formed on the wafer in an overlapping manner, the pattern already formed on the wafer and the pattern on the reticle to be projected and transferred next can be positioned with high accuracy. It becomes important to match.

そこで高精度な位置合わせを実現するためにウエハには位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)が形成されている。このアライメントマークを露光装置に搭載されたアライメントセンサによって高精度に読取り計測することによって、高精度な位置合わせを実現している。   Therefore, in order to realize highly accurate alignment, alignment marks (alignment marks) are formed on the wafer. This alignment mark is read and measured with high accuracy by an alignment sensor mounted on the exposure apparatus, thereby realizing high-accuracy alignment.

このアライメントセンサとしては、特開平2−272305号公報(特許文献1)に記載されているように、ウエハ上のドット列状に形成されたアライメントマークにレーザ光を照射し、当該アライメントマークで回折または散乱した光を用いてそのマーク位置を検出するLSA(Laser Step Alignment)方式、あるいは、特開平4−65603号公報(特許文献2)に記載されているような、ハロゲンランプ等を光源とする波長帯域幅の広い光で照明して撮像したアライメントマークの画像データを画像処理してアライメントマークの位置を計測するFIA(Field Image Alignment)方式、あるいは、特開平2−272305号公報(特許文献1)に記載されているような、ウエハ上の回折格子状のアライメントマークに、同一周波数またはわずかに周波数の異なるレーザ光を2方向から照射し、発生した2つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置を計測するLIA(Laser Interferometric Alignment)方式等がある。これらのアライメント方式を用いて高精度な位置合わせ(アライメント)を行うことが可能となっている。   As this alignment sensor, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-272305 (Patent Document 1), a laser beam is irradiated to an alignment mark formed in a dot array on a wafer, and the alignment mark is diffracted. Alternatively, an LSA (Laser Step Alignment) method for detecting the mark position using scattered light, or a halogen lamp or the like as described in JP-A-4-65603 (Patent Document 2) is used as a light source. An FIA (Field Image Alignment) method in which image data of an alignment mark imaged by illuminating with light having a wide wavelength bandwidth is processed to measure the position of the alignment mark, or Japanese Patent Laid-Open No. 2-272305 (Patent Document 1) ) Use laser beams with the same frequency or slightly different frequencies on the diffraction grating-like alignment marks on the wafer. It was irradiated from a direction, by interfering two diffracted light generated, LIA (Laser Interferometric Alignment) for measuring the position of the alignment mark from the phase there is a method or the like. It is possible to perform highly accurate alignment (alignment) using these alignment methods.

特開平2−272305号公報JP-A-2-272305 特開平4−65603号公報JP-A-4-65603

しかしながら、ウエハに転写するパターンは、近年ますます微細化および高集積化されているため、位置合わせ(アライメント)が大変重要になってきた。ところが、上記センサを用いても未だ十分でないのが現状である。
そこで、本発明の目的は、ウエハに形成された位置合わせ用マークの位置を高精度に計測するのではなく、自己整合的に位置合わせが可能となる方法を提供することにある。
However, since the pattern to be transferred onto the wafer has been increasingly miniaturized and highly integrated in recent years, alignment has become very important. However, the present situation is that it is not sufficient even if the sensor is used.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method that enables alignment in a self-aligning manner instead of measuring the position of an alignment mark formed on a wafer with high accuracy.

本発明によれば、
表面にゲート電極又は配線を有する半導体基板上に層間膜を堆積して、該ゲート電極又は配線のパターンに対応する段差を有する層間膜を成膜する工程;層間膜の表面に該層間膜と異なる種類の膜を成膜する工程;形成した膜を、段差の下段平面部及び上段平面部に層間膜の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程;層間膜及び残存する膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を、開口の縁が残存する膜上に位置するように段差の下段平面部上又は下段平面部及び上段平面部上で開口させる工程;及び、得られるレジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記ゲート電極又は配線に自己整合的にパターンを形成する工程を有することを特徴とする自己整合パターンの製造方法(第2の製造方法)が提供される。
According to the present invention,
Different from the interlayer film on the surface of the interlayer film; and an interlayer film on a semiconductor substrate having a gate electrode or wiring on the surface, the step of depositing an interlayer film having a step corresponding to the pattern of the gate electrode or wiring step, the etching is performed so that the formed film, the film on one side wall of the step in which the surface is exposed interlayer film in the lower planar portion and the upper flat portion of the step is left; type of film forming step interlayer film And forming a resist film on the entire surface of the remaining film, and opening the resist film on the lower flat portion of the step or on the lower flat portion and the upper flat portion so that the edge of the opening is positioned on the remaining film. And a step of forming a pattern in a self-aligning manner on the gate electrode or the wiring by utilizing the opening of the resist film and the remaining film obtained (second method) Production method) It is provided.

本発明によれば、また、表面にゲート電極又は配線を有する半導体基板上に層間膜を堆積して、該ゲート電極又は配線のパターンに対応する段差を有する層間膜を成膜する工程;層間膜の表面に該層間膜と異なる種類の膜を成膜する工程;形成した膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を開口の縁が段差の側壁部に形成された膜上に位置するように段差の下段平面部上又は下段平面部及び上段平面部上で開口させる工程;得られるレジスト膜の開口を利用して、層間膜の表面上に形成した膜を、段差の下段平面部又は下段平面部及び上段平面部に表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程;及び、レジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記ゲート電極又は配線に自己整合的にパターンを形成する工程を有することを特徴とする自己整合パターンの製造方法(第3の製造方法)が提供される。 According to the present invention, the step of depositing an interlayer film on a semiconductor substrate having a gate electrode or wiring on the surface and forming an interlayer film having a step corresponding to the pattern of the gate electrode or wiring; Forming a film of a different kind from the interlayer film on the surface of the film; forming a resist film on the entire surface of the formed film, and positioning the resist film on a film in which the edge of the opening is formed on the side wall of the step A step of opening on the lower flat portion of the step or on the lower flat portion and the upper flat portion ; using the opening of the resist film obtained, a film formed on the surface of the interlayer film is formed on the lower flat portion of the step or Etching so that the film is left on the side wall of the step while the surface is exposed to the lower flat part and the upper flat part; and the gate electrode or the wiring is formed using the resist film opening and the remaining film. Self-aligned pattern Method for producing a self-aligned pattern characterized by comprising the step of (third manufacturing method) is provided.

本発明によれば、上記自己整合パターンの第2又は第3の製造方法のいずれかを用いて作製された半導体装置が提供される。 According to the present invention, a semiconductor device manufactured using either the second or third manufacturing method of the self-aligned pattern is provided.

本発明の方法により、位置合わせ用マーク(アラインメントマーク)を高精度に計測することなく、自己整合パターンの製造が可能となる。
この自己整合パターンの製造方法を用いれば、より簡便に半導体装置を製造することができる。また、本方法によれば、位置合わせ用マーク(アラインメントマーク)の検出精度及び/又はフォトリソグラフィの解像限界に依存することなく、半導体素子の微細化および高集積化が可能となる。
According to the method of the present invention, it is possible to manufacture a self-aligned pattern without measuring an alignment mark (alignment mark) with high accuracy.
If this self-aligned pattern manufacturing method is used, a semiconductor device can be more easily manufactured. Further, according to this method, the semiconductor element can be miniaturized and highly integrated without depending on the detection accuracy of the alignment mark (alignment mark) and / or the resolution limit of photolithography.

本発明の自己整合パターンの第1の製造方法は、段差を有する下地の表面に下地と異なる種類の膜を成膜する工程;形成した膜を、段差の平面部に下地の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程;及び、残存する膜を利用して前記下地に自己整合的にパターンを形成する工程を有することを特徴とする。   A first method for producing a self-aligned pattern according to the present invention includes a step of forming a film of a different type from the base on the surface of the base having a step; while the surface of the base is exposed on the flat portion of the step. And a step of etching so that a film remains on the side wall portion of the step; and a step of forming a pattern in a self-aligned manner on the base using the remaining film.

本発明において、段差を有する表面において、より上段の平面部とより下段の平面部とを連絡する面を「(段差の)側壁部」又は「(段差の)傾斜部」という。本発明に好適な側壁部の傾斜角度は、30度〜90度であるが、30度より傾斜角度が小さい側壁部の段差を有する表面にも本発明の方法を適用することは可能である。「傾斜角度」とは、側壁部と、より上段の平面及び/又はより下段の平面に平行な面とがなす角度θ(0度<θ≦90度)である。
本発明においては、「平面」は、完全に平坦な平面のみを意図するものではないことに留意すべきである。
In the present invention, on the surface having a step, a surface connecting the upper flat portion and the lower flat portion is referred to as a “(step difference) side wall portion” or a “(step difference) inclined portion”. The inclination angle of the side wall part suitable for the present invention is 30 to 90 degrees, but the method of the present invention can also be applied to a surface having a step of the side wall part whose inclination angle is smaller than 30 degrees. The “inclination angle” is an angle θ (0 degree <θ ≦ 90 degrees) formed by the side wall portion and a plane parallel to the upper plane and / or the lower plane.
It should be noted that in the present invention, a “plane” is not intended to be a completely flat plane.

本発明において、下地の表面は、一種類の材料からなる表面であってもよいし、複数種類の材料からなる表面であってもよい。下地の表面は、好ましくは一種類の材料からなり、特に好ましくは半導体素子上に堆積された層間膜又は絶縁膜の表面である。   In the present invention, the surface of the base may be a surface made of one type of material or a surface made of a plurality of types of materials. The surface of the base is preferably made of one kind of material, particularly preferably the surface of an interlayer film or an insulating film deposited on the semiconductor element.

本発明において、下地の表面に形成される下地と異なる種類の膜は、後の工程で下地の表面に自己整合パターンを形成する際に、マスクとして機能する材料から構成される。例えば、下地の表面にパターンがエッチングにより形成される場合、下地と異なる種類の膜は、下地表面エッチング条件下で、下地表面を構成する材料に比して選択比が十分に低い材料から構成される。よって、例えば、下地表面がシリコン酸化膜から構成される場合、下地表面に形成される膜は、シリコン窒化膜又はポリシリコン膜から構成され得る。   In the present invention, the type of film different from the base formed on the base surface is composed of a material that functions as a mask when a self-aligned pattern is formed on the base surface in a later step. For example, when the pattern is formed on the surface of the base by etching, the type of film different from the base is made of a material having a sufficiently low selectivity relative to the material constituting the base surface under the base surface etching conditions. The Thus, for example, when the underlying surface is composed of a silicon oxide film, the film formed on the underlying surface can be composed of a silicon nitride film or a polysilicon film.

好ましい実施形態において、下地表面に形成される膜は、表面に対して垂直方向の膜厚が略均一になるように形成する。これにより、段差の平面部に垂直な方向(この方向は、通常、後に膜をエッチングする工程におけるエッチング方向と同方向である)の膜厚は、段差の平面部より段差の側壁部において厚くなる。このため、段差平面部上に形成した膜と段差側壁部上に形成した膜とを同条件で平面部に垂直方向にエッチングすると、段差平面部で膜が除去されて下地の表面が露出しても、段差側壁部には膜が残存することになる(以下、この残存する膜を「サイドウォール状膜」とも呼ぶ)。
下地の表面上への膜の成膜には、好ましくは、ステップカバレッジの良いCVD法(例えば、低圧化学気相堆積(LP-CVD法))を用いる。
In a preferred embodiment, the film formed on the base surface is formed so that the film thickness in the direction perpendicular to the surface is substantially uniform. As a result, the film thickness in the direction perpendicular to the flat part of the step (this direction is usually the same as the etching direction in the step of etching the film later) is thicker on the side wall part of the step than the flat part of the step. . For this reason, if the film formed on the step flat portion and the film formed on the step side wall portion are etched in the direction perpendicular to the flat portion under the same conditions, the film is removed at the step flat portion and the surface of the base is exposed. However, a film remains on the step side wall portion (hereinafter, this remaining film is also referred to as a “side wall film”).
For the film formation on the surface of the base, a CVD method with good step coverage (for example, low pressure chemical vapor deposition (LP-CVD method)) is preferably used.

形成する膜の膜厚は、エッチング工程を経てサイドウォール状に形成された膜の水平方向(上段平面部−下段平面部の方向)の幅が、レジスト膜形成工程におけるアラインメント精度より大きくなるような膜厚でなければならない。よって、形成する膜の膜厚は、段差傾斜部の傾斜が急峻であれば(傾斜角度が90度に近いほど)、厚くする必要があり、傾斜が緩やかであれば(傾斜角度が0度に近いほど)、薄くてもよい。   The thickness of the film to be formed is such that the width in the horizontal direction (upper plane portion-lower plane portion direction) of the film formed through the etching process is larger than the alignment accuracy in the resist film forming process. It must be a film thickness. Therefore, the film thickness to be formed needs to be thicker if the slope of the step slope is steep (as the slope angle is closer to 90 degrees), and if the slope is gentle (the slope angle is 0 degree). The closer you are) it may be thinner.

形成する膜の膜厚は、エッチング工程を経てサイドウォール状に形成される膜の膜厚にも影響するが、後述するように、残存するサイドウォール状膜の膜厚は、別途の工程によって厚くすることができる。よって、形成する膜の膜厚は、必ずしも、残存するサイドウォール状膜の膜厚が下地の表面に自己整合パターンを形成する工程でマスクとして機能し得るか否かを考慮して決める必要はない。   The thickness of the film to be formed also affects the thickness of the film formed in a sidewall shape through the etching process, but as will be described later, the thickness of the remaining sidewall film is increased by a separate process. can do. Therefore, the thickness of the film to be formed does not necessarily have to be determined in consideration of whether or not the thickness of the remaining sidewall film can function as a mask in the process of forming a self-aligned pattern on the surface of the base. .

形成した膜を、段差の平面部に下地の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングするには、好ましくは異方性エッチング(例えばRIE(Reactive Ion Etching))を用いる。エッチング工程後に残存するサイドウォール状膜は、当然ながら、段差側壁部に、したがって段差に自己整合的に形成される。
形成した膜は、少なくとも一部の段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングされればよく、必ずしも、下地表面に存在する全ての段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする必要はない。例えば、所望する一部の段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングしてもよく、この場合、最終的には、所望の一部の段差に対してのみ自己整合パターンが製造される。また、段差の所望する一部の側壁部にのみ膜が残存してもよく、この場合、最終的には、段差に対して所望の方向に自己整合パターンが製造される。
In order to etch the formed film so that the surface of the base is exposed on the flat portion of the step while the film remains on the side wall of the step, preferably anisotropic etching (e.g., RIE (Reactive Ion Etching)) is performed. Use. The sidewall-like film remaining after the etching step is naturally formed on the step side wall portion and thus in a self-aligned manner with the step.
The formed film only needs to be etched so that the film remains on at least a part of the side wall of the step, and it is not always necessary to etch so that the film remains on the side wall of all the steps existing on the base surface. Absent. For example, etching may be performed so that the film remains on the side wall portion of a desired partial step, and in this case, a self-aligned pattern is finally manufactured only for the desired partial step. Further, the film may remain only on a part of the desired side wall of the step, and in this case, a self-aligned pattern is finally manufactured in a desired direction with respect to the step.

このエッチング工程後において、側壁部の傾斜角度が緩いなどの理由で残存するサイドウォール状膜の膜厚が薄い場合、下地に自己整合パターンを形成する工程の前に、残存するサイドウォール状膜上に、選択的に、更に膜を堆積するなどしてマスクとして機能し得る膜厚にしてもよい。更に堆積する膜は、残存する膜と同じ種類の膜であってもよいし、異なる種類の膜であってもよい。異なる種類の膜は、下地にパターンがエッチングにより形成される場合、下地表面エッチング条件下で、下地を構成する材料に比して選択比が十分に低い材料で構成されることが好ましい。残存するサイドウォール状膜上に選択的に同じ種類の膜を堆積する方法としては、液相又は気相によるエピタキシャル成長法が挙げられる。残存するサイドウォール状膜上に選択的に異なる種類の膜を堆積する方法としては、例えば残存する膜がポリシリコンである場合には、ポリシリコン上に選択的にシリサイド膜を形成することができるサリサイド技術が挙げられる。残存するサイドウォール状膜の膜厚を厚くすることで、このサイドウォール状膜を利用して下地に自己整合パターンを形成することが容易となる。   After this etching step, if the remaining sidewall-like film is thin due to the inclination angle of the sidewall being loose, etc., the remaining sidewall-like film is formed before the step of forming the self-aligned pattern on the base. In addition, a film thickness that can function as a mask may be formed by selectively depositing a film. Further, the deposited film may be the same type of film as the remaining film, or may be a different type of film. When the pattern is formed on the base by etching, the different types of films are preferably made of a material having a sufficiently low selectivity compared to the material constituting the base under the base surface etching conditions. Examples of a method for selectively depositing the same type of film on the remaining sidewall film include an epitaxial growth method using a liquid phase or a gas phase. As a method of selectively depositing different types of films on the remaining sidewall film, for example, when the remaining film is polysilicon, a silicide film can be selectively formed on the polysilicon. Salicide technology. By increasing the film thickness of the remaining sidewall-like film, it becomes easy to form a self-aligned pattern on the base using this sidewall-like film.

本発明の自己整合パターンの第2の製造方法は、段差を有する下地の表面に下地と異なる種類の膜を成膜する工程;形成した膜を、段差の平面部に下地の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程;下地及び残存する膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を、開口の縁が残存する膜上に位置するように開口させる工程;及び、得られるレジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記下地に自己整合的にパターンを形成する工程を有することを特徴とする。   The second method for producing a self-aligned pattern according to the present invention includes a step of forming a film of a different type from the base on the surface of the base having a step; while the surface of the base is exposed on the flat portion of the step. Etching so that the film remains on the side wall of the step; forming a resist film on the entire surface of the base and the remaining film, and opening the resist film so that the edge of the opening is located on the remaining film And a step of forming a pattern in a self-aligned manner on the base using the opening of the resist film obtained and the remaining film.

本方法においては、レジスト膜は、開口の縁が残存するサイドウォール状膜上に位置するように開口されればよく、アラインメントマーク等を使用して高精度に位置決めする必要ない。   In this method, the resist film only needs to be opened so as to be positioned on the sidewall-like film where the edge of the opening remains, and it is not necessary to position the resist film with high accuracy using an alignment mark or the like.

第1の製造方法についての説明で述べたように、エッチング工程後に、残存するサイドウォール状膜の膜厚を厚くすることができるので、本発明の第2の方法は、下地表面に形成した膜の(段差の平面部に垂直な方向の)膜厚に関して段差の平面部と傾斜部との間で差が小さく、エッチング工程後に傾斜部に残存するサイドウォール状膜の膜厚が薄くなってしまう傾斜が緩い段差を有する表面においても実施が可能である。傾斜角度が緩い(傾斜角度が0度側、例えば30度である)場合、レジスト膜を開口させる工程でアラインメントズレに対し、より大きなマージンを確保できる利点がある。   As described in the description of the first manufacturing method, the film thickness of the remaining sidewall film can be increased after the etching step. Therefore, the second method of the present invention is a film formed on the base surface. With respect to the film thickness (in the direction perpendicular to the flat part of the step), the difference between the flat part of the step and the inclined part is small, and the thickness of the sidewall film remaining on the inclined part after the etching process becomes thin. It can also be carried out on a surface having a step with a gentle slope. When the tilt angle is gentle (the tilt angle is 0 degree, for example, 30 degrees), there is an advantage that a larger margin can be secured against the alignment shift in the step of opening the resist film.

レジスト膜の開口の縁が残存するサイドウォール状膜上に位置することにより、縁の当該部分は、下地に形成されるパターンのエッヂの位置に影響しない。代わりに、残存するサイドウォール状膜のエッヂの位置が、下地に形成されるパターンのエッヂの位置を決定する。サイドウォール状膜の位置は、上記のように段差に自己整合的に形成されているので、下地に形成されるパターンは、開口の縁が位置しているサイドウォール状膜がその傾斜部に存在する段差に対して自己整合することになり、たとえレジスト膜の開口時にアラインメントズレが生じても、開口の縁が所定のサイドウォール状膜上に位置している限り、下地に形成されるパターンにはズレの影響は及ばない。   Since the edge of the opening of the resist film is positioned on the remaining sidewall film, the portion of the edge does not affect the position of the edge of the pattern formed on the base. Instead, the position of the edge of the remaining sidewall film determines the position of the edge of the pattern formed on the base. Since the position of the side wall-like film is formed in a self-aligned manner as described above, the pattern formed on the base has the side wall-like film where the edge of the opening is located in the inclined portion. Will be self-aligned with respect to the step, and even if an alignment shift occurs at the opening of the resist film, as long as the edge of the opening is located on the predetermined sidewall-like film, the pattern formed on the base The effect of deviation is not affected.

開口の縁はその全てがサイドウォール状膜上に位置する必要はない。レジスト膜が、所望の(1又は複数の)段差平面部の下地表面露出部で開口し、その他の段差平面部の下地表面露出部では開口しないように、開口の縁の少なくとも一部が、残存するサイドウォール状膜上に位置していればよい。例えば、開口が円形である場合には一部の円弧がサイドウォール状膜上に位置してもよいし、多角形である場合には一部の辺がサイドウォール状膜上に位置してもよい。この場合、開口の縁の一部がその上に位置するサイドウォール状膜が形成された側壁部(したがってこれに連絡する上段平面又は下段平面)に対して下地に自己整合パターンが形成される。   It is not necessary for the entire edge of the opening to be located on the sidewall film. At least part of the edge of the opening remains so that the resist film opens at the base surface exposed part of the desired step plane part (s) and does not open at the base surface exposed part of the other step flat part. It suffices if it is located on the sidewall-like film. For example, when the opening is circular, some arcs may be located on the sidewall film, and when the opening is polygonal, some sides may be located on the sidewall film. Good. In this case, a self-aligned pattern is formed on the base with respect to the side wall portion on which the sidewall-like film is formed with part of the edge of the opening formed thereon (therefore, the upper plane or the lower plane connected thereto).

1つの開口は、1つの所望の段差平面部(例えば、上段平面部又は下段平面部)上でのみ開口してもよいし、傾斜部を介して隣接する複数の所望の段差平面部(上段平面部及び下段平面部)上で開口していてもよい。後者の場合、複数のパターンを1枚のレジスト膜で作製することができる。例えば、1枚のレジスト膜で、ゲート電極用コンタクトホールパターン及びゲート電極に隣接する活性領域(ソース領域又はドレイン領域)用コンタクトホールパターンを作製できる。   One opening may be opened only on one desired step plane portion (for example, an upper step plane portion or a lower step plane portion), or a plurality of desired step plane portions (upper step planes) that are adjacent via an inclined portion. Part and lower flat part). In the latter case, a plurality of patterns can be formed with a single resist film. For example, the contact hole pattern for the gate electrode and the contact hole pattern for the active region (source region or drain region) adjacent to the gate electrode can be formed with one resist film.

レジスト膜の開口の縁は、サイドウォール状膜上の傾斜面に転写されることになるので、フォトリソグラフィ時のハレーション(下地からの反射)効果によって、形状劣化などが生じ得る。よって形状劣化を防止するために、フォトリソグラフィ時に、公知の反射防止膜、例えば無機又は有機系の膜を用いるのが好ましい。   Since the edge of the opening of the resist film is transferred to the inclined surface on the sidewall-like film, shape degradation or the like may occur due to the halation (reflection from the base) effect during photolithography. Therefore, in order to prevent the shape deterioration, it is preferable to use a known antireflection film such as an inorganic or organic film during photolithography.

他の点に関しては、上記第1の方法について記載したとおりである。   Other points are as described for the first method.

本発明の方法で作製される自己整合パターンは、レジスト膜と残存する膜とを利用して下地の表面上に作製され得る形態のものであればよく、特定のものに限定されない。自己整合パターンは、例えば、レジスト膜と残存するサイドウォール状膜とをマスクとして利用して作製するエッチングパターン又はイオン注入パターンである。
下地の表面が、例えば半導体素子上に堆積された層間膜のように、より下層のパターン(例えば、ゲート電極パターン、活性領域パターン又はメタル配線パターン)に対応して段差を有する場合、本発明の方法で作製されるパターンは、下層パターンに自己整合することになる。
The self-aligned pattern produced by the method of the present invention is not limited to a specific one as long as it can be produced on the underlying surface using the resist film and the remaining film. The self-aligned pattern is, for example, an etching pattern or an ion implantation pattern that is produced using a resist film and the remaining sidewall film as a mask.
When the surface of the base has a step corresponding to a lower layer pattern (for example, a gate electrode pattern, an active region pattern, or a metal wiring pattern) like an interlayer film deposited on a semiconductor element, for example, The pattern produced by the method will self-align with the underlying pattern.

本発明の自己整合パターンの第3の製造方法は、段差を有する下地の表面に下地と異なる種類の膜を成膜する工程;形成した膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を、開口の縁が段差の側壁部に形成された膜上に位置するように開口させる工程;得られるレジスト膜の開口を利用して、下地の表面上に形成した膜を、段差の平面部に下地の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程;及び、レジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記下地に自己整合的にパターンを形成する工程を有することを特徴とする。   A third method for producing a self-aligned pattern according to the present invention includes a step of forming a film of a different type from the base on the surface of the base having a step; forming a resist film on the entire surface of the formed film, A step of opening so that the edge of the opening is positioned on the film formed on the side wall of the step; using the opening of the obtained resist film, the film formed on the surface of the base is applied to the flat portion of the step Etching so that the film remains on the side wall of the step while exposing the surface of the step; and forming a pattern in a self-aligned manner on the base using the opening of the resist film and the remaining film It is characterized by having.

第3の方法では、レジスト膜の形成/開口工程と下地の表面上に形成した膜のエッチング工程の順序が、第1の方法と逆である。
第3方法のレジスト膜形成及び開口工程において、レジスト膜は、開口の縁が段差の側壁部に形成された膜上に位置するように開口される。この際のアラインメントマーク等を使用する高精度な位置決めを不要にするために、下地の表面に形成する膜の膜厚は、膜堆積後の水平方向(上段平面部−下段平面部の方向)の幅が、当該工程におけるアラインメント精度と比べて、大きくなるような膜厚であればよい。
In the third method, the order of the resist film formation / opening step and the etching step of the film formed on the underlying surface is the reverse of the first method.
In the resist film formation and opening process of the third method, the resist film is opened so that the edge of the opening is located on the film formed on the side wall of the step. In order to eliminate the need for highly accurate positioning using alignment marks or the like at this time, the film thickness of the film formed on the surface of the base is set in the horizontal direction (the direction of the upper flat part-the lower flat part) after film deposition. Any film thickness may be used as long as the width is larger than the alignment accuracy in the process.

レジスト膜の開口の縁が段差の側壁部に形成された膜上に位置することにより、縁の当該部分は、下地に形成されるパターンのエッヂの位置に影響せず、代わりに、後のエッチング工程を経て残存するサイドウォール状膜のエッヂの位置が、下地に形成されるパターンのエッヂの位置を決定する。サイドウォール状膜の位置は、段差傾斜部に、したがって段差に自己整合的に形成されているので、たとえレジスト膜の開口時にアラインメントズレが生じても、開口の縁が所定の段差側壁部に形成された膜上に位置している限り、下地に形成されるパターンは、ズレの影響を受けることなく、段差に対して自己整合することになる。
他の点に関しては、第1の方法について記載したとおりである。
Since the edge of the opening of the resist film is located on the film formed on the side wall portion of the step, the corresponding portion of the edge does not affect the position of the edge of the pattern formed on the base, and instead is etched later. The position of the edge of the sidewall film remaining after the process determines the position of the edge of the pattern formed on the base. The position of the sidewall-like film is formed in the step slope part, and thus in a self-aligned manner with the step, so that the edge of the opening is formed in the predetermined step side wall part even if the alignment shift occurs at the time of opening the resist film As long as the pattern is positioned on the formed film, the pattern formed on the base is self-aligned with the step without being affected by the shift.
The other points are as described for the first method.

レジスト膜形成/開口工程と下地の表面上に形成した膜のエッチング工程の順序が逆であることによって、例えば下地に自己整合的にパターンを形成する工程が下地表面のエッチング工程である場合、膜エッチング工程と下地エッチング工程の2つのエッチング工程を、エッチング条件の変更のみで連続して行うことが可能となり、装置の入れ替え等に必要な手間を省略できるなど、製造にかかる時間及び/又はコストを削減できる。   When the order of the resist film formation / opening process and the etching process of the film formed on the underlying surface is reversed, for example, when the process of forming a pattern in a self-aligned manner on the underlying surface is the etching process of the underlying surface, the film It is possible to perform the two etching processes of the etching process and the base etching process continuously only by changing the etching conditions, and the time and / or cost required for manufacturing can be reduced, such as eliminating the labor required for replacing the equipment. Can be reduced.

本発明の(第1〜第3)方法は、例えば、半導体素子上に堆積された層間膜の表面において使用し得る。表面の段差は、特定の半導体素子(例えば、ゲート電極、メタル配線)に対応して生じていてもよい。このとき、表面の段差は、当該特定の半導体素子上に堆積されている層間膜の表面(平面部)と他の部分に堆積されている層間膜の表面(平面部)との差により生じる。この場合、本発明の方法により、当該特定の半導体素子に対する自己整合的パターン(例えば、コンタクトホール)が作製される。   The (first to third) methods of the present invention can be used, for example, on the surface of an interlayer film deposited on a semiconductor element. The step on the surface may occur corresponding to a specific semiconductor element (for example, a gate electrode or a metal wiring). At this time, the step on the surface is caused by a difference between the surface (planar portion) of the interlayer film deposited on the specific semiconductor element and the surface (planar portion) of the interlayer film deposited on another portion. In this case, a self-aligned pattern (for example, a contact hole) for the specific semiconductor element is formed by the method of the present invention.

本発明の方法は、トレンチ形成後に堆積され、表面の段差がトレンチに対応して生じている絶縁膜の表面においても使用し得る。このとき、段差は、トレンチ上に堆積されている絶縁膜の表面(平面部)と他の部分に堆積されている絶縁膜の表面(平面部)との差により生じる。この場合、本発明の方法により、トレンチに対して自己整合的に表面を加工(例えば、トレンチ以外の領域をエッチング)できる。   The method of the present invention can also be used on the surface of an insulating film deposited after the formation of the trench and having a step on the surface corresponding to the trench. At this time, the step is caused by a difference between the surface (planar portion) of the insulating film deposited on the trench and the surface (planar portion) of the insulating film deposited on another portion. In this case, the surface of the surface can be processed in a self-aligned manner with respect to the trench (for example, a region other than the trench is etched) by the method of the present invention.

下地表面の段差及び/又は残存するサイドウォール状膜は、下地の表面に自己整合パターンを作製した後、又はその後の必要な工程を経た後に、平坦化及び/又は除去してもよい。平坦化には、CMP(化学的機械的研磨)処理を用いることができる。   The step on the base surface and / or the remaining sidewall film may be planarized and / or removed after a self-aligned pattern is formed on the surface of the base, or after subsequent necessary steps. For the planarization, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process can be used.

本発明のパターン作製方法において、下地表面に作製されるパターンの大きさは、レジスト膜の開口の縁の全てをサイドウォール状膜上に位置させることによって、レジスト膜の開口サイズに全く依存させず、レジスト膜の開口の縁が存在するサイドウォール状膜同士の間隔(下地表面上での間隔)で決定することが可能である。   In the pattern production method of the present invention, the size of the pattern produced on the underlying surface does not depend on the resist film opening size at all by positioning all the edges of the resist film opening on the sidewall film. It is possible to determine the distance between the sidewall-like films where the edge of the opening of the resist film exists (interval on the base surface).

半導体装置の製造において、サイドウォール状膜同士の間隔は、半導体素子(例えばゲート電極)の大きさ及び/若しくは間隔並びに/又は層間膜堆積時に生じる表面の段差の側壁部の傾斜角度により影響されるので、これらを調整することによって、層間膜表面に作製されるパターンの大きさ(例えば、コンタクトホールの開口サイズ)を調整できる。   In the manufacture of a semiconductor device, the distance between sidewall-like films is affected by the size and / or spacing of semiconductor elements (for example, gate electrodes) and / or the inclination angle of the side wall portion of the surface step generated during interlayer film deposition. Therefore, by adjusting these, the size of the pattern formed on the surface of the interlayer film (for example, the opening size of the contact hole) can be adjusted.

したがって、フォトリソグラフィの解像限界以下の大きさのパターンを作製することも可能である。このため、例えば半導体装置の製造において、半導体素子を、フォトリソグラフィの解像限界より小さいサイズ又は間隔で作製することができ、よって半導体素子をより微細化/集積化することも可能となる。   Therefore, it is possible to produce a pattern having a size less than the resolution limit of photolithography. For this reason, for example, in the manufacture of a semiconductor device, the semiconductor element can be manufactured with a size or interval smaller than the resolution limit of photolithography, and thus the semiconductor element can be further miniaturized / integrated.

以下に、本発明による自己整合パターンの製造方法を図1から図9を参照しながら具体的に説明する。各実施例は、本発明の自己整合パターンの製造方法の一態様として半導体装置の製造に適用した例を示す。
各実施例は本発明を説明するための単なる例示に過ぎず、本発明は実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, a method of manufacturing a self-aligned pattern according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Each example shows an example applied to the manufacture of a semiconductor device as one aspect of the method of manufacturing a self-aligned pattern of the present invention.
Each embodiment is merely an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment.

<実施例1>
本実施例では、本発明の第の自己整合パターン製造方法により、ゲート電極に隣接する活性領域上に自己整合的にコンタクトパターンを形成した。
まず、図1(a)に示すように、半導体基板101上にゲート電極102を形成する等の半導体素子製造に必要な工程を経てバイアス高密度プラズマCVD(HDP-CVD)法により形成したシリコン酸化膜(層間膜)103上に、低圧化学気相堆積(LP-CVD)法によりシリコン窒化膜104を形成した。ここで、層間膜103の表面は段差を有し、その凸部(段差平面部及び傾斜部)はゲート電極に対応して自己整合的に形成され、傾斜部の傾斜角度は50度である。シリコン窒化膜104はステップカバレッジの良いCVD法により堆積されているため、層間膜103の表面に垂直な方向にほぼ均一な膜厚で形成され、半導体基板101に対して垂直方向の膜厚は、平面部よりも傾斜部の方が厚い。
<Example 1>
In this example, the contact pattern was formed in a self-aligned manner on the active region adjacent to the gate electrode by the second self-aligned pattern manufacturing method of the present invention.
First, as shown in FIG. 1A, silicon oxide formed by a bias high-density plasma CVD (HDP-CVD) method through steps necessary for manufacturing a semiconductor device such as forming a gate electrode 102 on a semiconductor substrate 101. A silicon nitride film 104 was formed on the film (interlayer film) 103 by low pressure chemical vapor deposition (LP-CVD). Here, the surface of the interlayer film 103 has a step, and the convex portion (step flat portion and inclined portion) is formed in a self-aligned manner corresponding to the gate electrode, and the inclination angle of the inclined portion is 50 degrees. Since the silicon nitride film 104 is deposited by the CVD method with good step coverage, it is formed with a substantially uniform film thickness in the direction perpendicular to the surface of the interlayer film 103, and the film thickness in the direction perpendicular to the semiconductor substrate 101 is The inclined part is thicker than the flat part.

次に、図1(b)に示すように、シリコン窒化膜104をRIE(Reactive Ion Etching)による異方性エッチでエッチバックする。段差の平面部(半導体基板101と平行な面)上のシリコン窒化膜104が除去されて層間膜103が露出するまでエッチバックした。上記のように、エッチング方向の膜厚が段差の平面部と側壁部では異なるので、異方性のあるエッチングを行うことによって、シリコン窒化膜104は、段差の平面部上で除去された時点で、段差傾斜部(側壁部)上にはサイドウォール状膜として残存する。すなわち、段差下段平面部にはシリコン窒化膜104が存在せずにシリコン酸化膜103が露出している下部露出部107が形成され、段差上段平面部にはシリコン窒化膜104が存在せずにシリコン酸化膜103が露出している上部露出部108が形成される。   Next, as shown in FIG. 1B, the silicon nitride film 104 is etched back by anisotropic etching by RIE (Reactive Ion Etching). Etching back was performed until the silicon nitride film 104 on the flat portion of the step (surface parallel to the semiconductor substrate 101) was removed and the interlayer film 103 was exposed. As described above, since the film thickness in the etching direction is different between the flat part of the step and the side wall part, by performing anisotropic etching, when the silicon nitride film 104 is removed on the flat part of the step. The sidewall-like film remains on the step inclined portion (side wall portion). That is, a lower exposed portion 107 in which the silicon oxide film 103 is exposed without forming the silicon nitride film 104 is formed in the lower step planar portion, and the silicon nitride film 104 is not present in the upper step planar portion. An upper exposed portion 108 where the oxide film 103 is exposed is formed.

次に、図1(c)に示すように、フォトレジスト工程により、レジスト膜105を形成する。このレジスト膜105は、上部露出部108を覆うが、下部露出部107を覆わず露出した状態となるよう開口の縁(エッヂ)がサイドウォール状膜104上に位置するように形成する。   Next, as shown in FIG. 1C, a resist film 105 is formed by a photoresist process. The resist film 105 is formed so that the edge (edge) of the opening is located on the sidewall-like film 104 so as to be exposed without covering the lower exposed part 107 but covering the upper exposed part 108.

次に、図1(d)に示すように、レジスト膜105とシリコン窒化膜104のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に層間膜103をエッチングしてコンタクトパターン106を形成する。このとき、コンタクトパターン106のパターンエッヂは、シリコン窒化膜104のサイドウォール状膜のエッヂで決まる。サイドウォール状膜のエッヂは、ゲート電極102に対応する層間膜103表面の段差の位置で決まるので、コンタクトパターン106は、ゲート電極に対して自己整合的にその位置が調整されて、隣り合うゲート電極102に接することなく、それらの間の所望位置に自己整合的に形成される。このように、コンタクトパターン106は、自己整合パターンとして作製される。   Next, as shown in FIG. 1D, the interlayer film 103 is selectively etched using the sidewall film of the resist film 105 and the silicon nitride film 104 as a mask to form a contact pattern 106. At this time, the pattern edge of the contact pattern 106 is determined by the edge of the sidewall-like film of the silicon nitride film 104. Since the edge of the sidewall film is determined by the position of the step on the surface of the interlayer film 103 corresponding to the gate electrode 102, the position of the contact pattern 106 is adjusted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. The electrode 102 is formed in a self-aligned manner at a desired position between the electrodes 102 without being in contact therewith. Thus, the contact pattern 106 is produced as a self-aligned pattern.

本実施例(図1)は、段差部(傾斜部)の傾斜角度が約50度である場合について記載したが、もちろん本発明の方法において傾斜角度は50度に限定されるものではない。
傾斜角度は、垂直(90度)側になればなるほど、傾斜部に形成されるシリコン窒化膜の(エッチング方向の)膜厚は、平面部に形成される膜のそれより厚くなり、また、シリコン窒化膜エッチバック後のサイドウォール状膜の膜厚も厚くなる。このため、シリコン窒化膜のエッチバックや下地表面への自己整合パターンの作製(例えば、コンタクトエッチ)が容易になる。
他方、傾斜角度を垂直(90度)側にすればするほど、傾斜領域の水平方向(上段平面部−下段平面部の方向)の長さが短くなり、レジスト膜開口の作製時のアライメントマージンを減少させることになる。しかし、この問題は、上述のように、下地の表面に形成する膜の(表面に垂直な方向の)膜厚を厚くすることによって解消することができる。
実際、本発明の方法が、傾斜角度が約30度〜約90度である段差を有する表面において、十分に良好な結果を伴って実施可能であることを確認した。
In the present embodiment (FIG. 1), the case where the inclination angle of the stepped portion (inclined portion) is about 50 degrees has been described, but of course the inclination angle is not limited to 50 degrees in the method of the present invention.
The closer the tilt angle is to the vertical (90 degrees) side, the thicker the silicon nitride film (in the etching direction) formed on the tilted part is than the film formed on the flat part. The film thickness of the sidewall film after the nitride film etch-back also increases. This facilitates the etching back of the silicon nitride film and the production of a self-aligned pattern on the underlying surface (for example, contact etching).
On the other hand, as the tilt angle is set to the vertical (90 degrees) side, the length of the tilted region in the horizontal direction (the direction of the upper plane portion-the lower plane portion) is shortened, and the alignment margin when forming the resist film opening is increased. Will be reduced. However, this problem can be solved by increasing the film thickness (in the direction perpendicular to the surface) of the film formed on the surface of the base as described above.
In fact, it was confirmed that the method of the present invention can be carried out with sufficiently good results on a surface having a step having an inclination angle of about 30 degrees to about 90 degrees.

参考例2>
本実施例では、ゲート電極上に自己整合的にコンタクトパターンを形成する。
実施例1と同様にして、半導体基板201上にゲート電極202及び層間膜203及びシリコン窒化膜サイドウォール状膜204を形成した(図2(a)及び(b))。
< Reference Example 2>
In this embodiment, to form a self-aligned manner contact pattern on Gate electrodes.
In the same manner as in Example 1, a gate electrode 202, an interlayer film 203, and a silicon nitride film side wall film 204 were formed on a semiconductor substrate 201 (FIGS. 2A and 2B).

次に、図2(c)に示すように、下部露出部207を覆うが上部露出部208は露出したままになるようにレジスト膜205を形成する。このとき、レジスト膜205の開口の縁(エッヂ)は、サイドウォール状膜204上に位置させる。
次に、図2(d)に示すように、レジスト膜205とシリコン窒化膜204のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に層間膜203をエッチングしてコンタクトパターン206を形成する。本実施例においても、コンタクトパターン206のパターンエッヂは、シリコン窒化膜204のサイドウォール状膜のエッヂで決まるので、実施例1と同様に、コンタクトパターン206は、ゲート電極に対して自己整合的にその位置が調整され、ゲート電極202上に自己整合的に形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist film 205 is formed so as to cover the lower exposed portion 207 but leave the upper exposed portion 208 exposed. At this time, the edge (edge) of the opening of the resist film 205 is positioned on the sidewall film 204.
Next, as shown in FIG. 2D, the interlayer film 203 is selectively etched using the sidewall film of the resist film 205 and the silicon nitride film 204 as a mask to form a contact pattern 206. Also in this embodiment, since the pattern edge of the contact pattern 206 is determined by the edge of the sidewall film of the silicon nitride film 204, the contact pattern 206 is self-aligned with the gate electrode as in the first embodiment. The position is adjusted and formed on the gate electrode 202 in a self-aligning manner.

<実施例3>
本実施例では、本発明の第の自己整合パターン製造方法により、ゲート電極上およびゲート電極に隣接する活性領域上に自己整合的にコンタクトパターンを形成した。
実施例1と同様にして半導体基板301上にゲート電極302及び層間膜303及びシリコン窒化膜サイドウォール状膜304を形成した(図3(a)及び(b))。
<Example 3>
In this example, the contact pattern was formed in a self-aligned manner on the gate electrode and on the active region adjacent to the gate electrode by the second self-aligned pattern manufacturing method of the present invention.
In the same manner as in Example 1, a gate electrode 302, an interlayer film 303, and a silicon nitride film side wall film 304 were formed on a semiconductor substrate 301 (FIGS. 3A and 3B).

次に、図3(c)に示すように、ゲート電極及び活性化領域に対応する段差上段平面部及び段差下段平面部の上部が、その間のサイドウォール状膜304の上部を含めて開口するようにレジスト膜305を形成する。このとき、レジスト膜305の開口の縁(エッヂ)は、サイドウォール状膜304上に位置させる。
次に、レジスト膜305とシリコン窒化膜304のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に層間膜303をエッチングしてコンタクトパターン306を形成した(図3(d))。本実施例においても、コンタクトパターン306のパターンエッヂは、シリコン窒化膜304のサイドウォール状膜のエッヂで決まるので、実施例1及び2と同様に、コンタクトパターン306は、ゲート電極及びこれに隣接する活性領域に対して自己整合的に形成される。
Next, as shown in FIG. 3C, the upper portions of the step upper and lower step plane portions corresponding to the gate electrode and the activation region are opened including the upper portion of the sidewall-like film 304 therebetween. Then, a resist film 305 is formed. At this time, the edge (edge) of the opening of the resist film 305 is positioned on the sidewall film 304.
Next, the interlayer film 303 was selectively etched using the resist film 305 and the silicon nitride film 304 as a mask to form a contact pattern 306 (FIG. 3D). Also in this embodiment, since the pattern edge of the contact pattern 306 is determined by the edge of the sidewall-like film of the silicon nitride film 304, the contact pattern 306 is adjacent to the gate electrode and the same as in the first and second embodiments. It is formed in a self-aligned manner with respect to the active region.

<実施例4>
本実施例は、本発明の第の自己整合パターン製造方法により、ゲート電極に隣接する活性領域上に自己整合的にコンタクトパターンを形成する。
実施例1と同様に半導体基板401上にゲート電極402及び層間膜403及びシリコン窒化膜404を形成した(図4(a))。
<Example 4>
In this embodiment, a contact pattern is formed in a self-aligned manner on an active region adjacent to a gate electrode by the third self-aligned pattern manufacturing method of the present invention.
Similarly to Example 1, a gate electrode 402, an interlayer film 403, and a silicon nitride film 404 were formed on a semiconductor substrate 401 (FIG. 4A).

続いて、図4(b)に示すように、段差下部が開口し、開口の縁(エッヂ)がシリコン窒化膜404の段差傾斜部(側壁部)上に位置するようにレジスト膜405を形成する。
次に、レジスト膜405の開口部のシリコン窒化膜404をRIEによる異方性エッチで段差下部の平面部でシリコン窒化膜404が除去されて層間膜403の表面が露出するまでエッチバックした。このとき、レジスト膜405の開口部中の段差傾斜部(側壁部)に形成されたシリコン窒化膜404は、上記のようにエッチング方向の膜厚が段差平面部より厚いため、サイドウォール状膜として残存している(図4(c))。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a resist film 405 is formed so that the lower part of the step is opened and the edge (edge) of the opening is located on the step inclined part (side wall part) of the silicon nitride film 404. .
Next, the silicon nitride film 404 in the opening of the resist film 405 was etched back by anisotropic etching by RIE until the silicon nitride film 404 was removed at the plane portion below the step and the surface of the interlayer film 403 was exposed. At this time, the silicon nitride film 404 formed on the step inclined portion (side wall portion) in the opening of the resist film 405 has a thickness in the etching direction larger than that of the step flat portion as described above. It remains (FIG. 4 (c)).

次に、レジスト膜405とシリコン窒化膜404のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に層間膜403をエッチングしてコンタクトパターン406を形成した(図4(d))。
本実施例においても、上記実施例と同様に、コンタクトパターン406のパターンエッヂは、シリコン窒化膜404のサイドウォール状膜のエッヂで決まり、サイドウォール状膜のエッヂは、ゲート電極402に対応する層間膜403表面の段差の位置で決まるので、コンタクトパターン406は、ゲート電極に対して自己整合的にその位置が調整されて、ゲート電極402に接することなく、所望の位置に自己整合的に形成される。
Next, the interlayer film 403 was selectively etched using the sidewall film of the resist film 405 and the silicon nitride film 404 as a mask to form a contact pattern 406 (FIG. 4D).
Also in this embodiment, as in the above embodiment, the pattern edge of the contact pattern 406 is determined by the edge of the sidewall film of the silicon nitride film 404, and the edge of the sidewall film is the interlayer corresponding to the gate electrode 402. Since the position of the step on the surface of the film 403 is determined, the position of the contact pattern 406 is adjusted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and is formed in a desired position without contacting the gate electrode 402. The

参考例5>
本実施例は、ゲート電極上に自己整合的にコンタクトパターンを形成する。
図5(a)については実施例1と同じように半導体基板上501にゲート電極502及び層間膜503及びシリコン窒化膜504を形成した。
< Reference Example 5>
This example forms a self-aligned manner contact pattern on Gate electrodes.
5A, a gate electrode 502, an interlayer film 503, and a silicon nitride film 504 are formed on a semiconductor substrate 501 in the same manner as in the first embodiment.

続いて、図5(b)に示すように、段差上部が開口し、開口の縁(エッヂ)がシリコン窒化膜504の段差傾斜部(側壁部)上に位置するようにレジスト膜505を形成する。
次に、レジスト膜505の開口部のシリコン窒化膜504をRIEによる異方性エッチで段差上段平面部のシリコン窒化膜504が除去されて層間膜503の表面が露出するまでエッチバックした。このとき、レジスト膜505の開口部中の段差傾斜部(側壁部)に形成されたシリコン窒化膜504は、上記のようにエッチング方向の膜厚が段差平面部より厚いため、サイドウォール状膜として残存している(図5(c))。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, a resist film 505 is formed so that the upper part of the step is opened and the edge (edge) of the opening is located on the step inclined part (side wall part) of the silicon nitride film 504. .
Next, the silicon nitride film 504 in the opening of the resist film 505 was etched back until the surface of the interlayer film 503 was exposed by removing the silicon nitride film 504 in the upper flat portion of the step by anisotropic etching using RIE. At this time, the silicon nitride film 504 formed on the step inclined portion (side wall portion) in the opening of the resist film 505 has a thickness in the etching direction larger than that of the step flat portion as described above. It remains (FIG. 5 (c)).

次に、レジスト膜505とシリコン窒化膜504のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に層間膜503をエッチングしてコンタクトパターン506を形成した(図5(d))。
本実施例においても、コンタクトパターン506のパターンエッヂは、シリコン窒化膜504のサイドウォール状膜のエッヂで決まるので、上記実施例と同様に、コンタクトパターン506は、ゲート電極に対して自己整合的にその位置が調整され、ゲート電極502上に自己整合的に形成される。
Next, the interlayer film 503 was selectively etched using the sidewall film of the resist film 505 and the silicon nitride film 504 as a mask to form a contact pattern 506 (FIG. 5D).
Also in this embodiment, since the pattern edge of the contact pattern 506 is determined by the edge of the sidewall film of the silicon nitride film 504, the contact pattern 506 is self-aligned with the gate electrode as in the above embodiment. The position is adjusted and formed on the gate electrode 502 in a self-aligning manner.

<実施例6>
本実施例は、本発明の第の自己整合パターン製造方法により、ゲート電極上およびゲート電極に隣接する活性領域上に自己整合的にコンタクトパターンを形成した。
図6(a)については、実施例1と同じように半導体基板601上にゲート電極602及び層間膜603及びシリコン窒化膜604を形成した。
<Example 6>
In this example, the contact pattern was formed in a self-aligned manner on the gate electrode and on the active region adjacent to the gate electrode by the third self-aligned pattern manufacturing method of the present invention.
6A, the gate electrode 602, the interlayer film 603, and the silicon nitride film 604 are formed on the semiconductor substrate 601 as in the first embodiment.

続いて、図6(b)に示すように、レジスト膜605は、ゲート電極及び活性化領域に対応する段差上段平面部及び段差下段平面部の上部が、その間のサイドウォール状膜の上部を含めて開口し、開口の縁(エッヂ)がサイドウォール状膜604上に位置するようにレジスト膜605を形成する。
次に、レジスト膜605の開口部のシリコン窒化膜604をRIEによる異方性エッチで段差上段平面部及び下段平面部のシリコン窒化膜604が除去されて層間膜603の表面が露出するまでエッチバックした。このとき、レジスト膜605の開口部中の段差傾斜部(側壁部)に形成されたシリコン窒化膜604は、エッチング方向の膜厚が段差平面部より厚いため、サイドウォール状膜として残存している(図6(c))。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the resist film 605 has an upper portion of the step upper and lower step portions corresponding to the gate electrode and the activation region including an upper portion of the sidewall film therebetween. The resist film 605 is formed so that the opening edge is positioned on the sidewall film 604.
Next, the silicon nitride film 604 in the opening of the resist film 605 is etched back until the surface of the interlayer film 603 is exposed by removing the silicon nitride film 604 in the upper and lower steps by anisotropic etching using RIE. did. At this time, the silicon nitride film 604 formed in the step inclined portion (side wall portion) in the opening of the resist film 605 remains as a sidewall-like film because the film thickness in the etching direction is thicker than the step flat portion. (FIG. 6 (c)).

次に、レジスト膜605とシリコン窒化膜604のサイドウォール状膜をマスクとして選択的に段差上段平面部及び下段平面部の層間膜603をエッチングしてコンタクトパターン606を形成した(図6(d))。
本実施例においても、コンタクトパターン606のパターンエッヂは、シリコン窒化膜604のサイドウォール状膜のエッヂで決まるので、上記実施例と同様に、コンタクトパターン606は、ゲート電極及びこれに隣接する活性領域に対して自己整合的に形成される。
Next, a contact pattern 606 is formed by selectively etching the interlayer film 603 on the upper and lower steps of the step using the sidewall film of the resist film 605 and the silicon nitride film 604 as a mask (FIG. 6D). ).
Also in this embodiment, since the pattern edge of the contact pattern 606 is determined by the edge of the side wall film of the silicon nitride film 604, the contact pattern 606 includes the gate electrode and the active region adjacent thereto, as in the above embodiment. Is formed in a self-aligned manner.

<実施例7>
本実施例では、図7に示すように、作製すべきコンタクトホールの片側にのみ存在するゲート電極702に対してコンタクトホールを自己整合的に作製する。レジスト膜705の形成を除き、実施例1と同様の手順を行う。レジスト膜705は、コンタクトホールを作製しようとする段差下部平面部で開口し、ゲート電極702の上方の段差上段平面部では開口せず、かつ開口の縁の少なくとも一部がゲート電極702側に存在するシリコン窒化膜のサイドウォール状膜704上に位置するように作製する。このことにより、コンタクトホール706は、片側にのみ存在するゲート電極702に対して自己整合的に作製される。アレイ終端部でこのような方法を用いることができる。
<Example 7>
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the contact hole is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 702 existing only on one side of the contact hole to be formed. Except for the formation of the resist film 705, the same procedure as in Example 1 is performed. The resist film 705 opens at the lower flat part of the step where the contact hole is to be formed, does not open at the upper flat part of the step above the gate electrode 702, and at least a part of the edge of the opening exists on the gate electrode 702 side The silicon nitride film is formed so as to be positioned on the sidewall film 704. As a result, the contact hole 706 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 702 existing only on one side. Such a method can be used at the end of the array.

<実施例8>
本実施例では、図8に示すように、自己整合コンタクトパターン806と自己整合の必要のない(自己整合されない)コンタクトパターン809を同時に作製する例を示す。自己整合コンタクトパターン806は、狭いゲート電極802上に自己整合して作製される必要がある一方、コンタクトパターン809は、比較的広い活性領域に作製される(すなわち、アラインメントのズレに対する許容度が大きい)ので、自己整合的に作製される必要はない。
レジスト膜805の形成前までは、実施例1と同様の手順を行う。
<Example 8>
In this embodiment, as shown in FIG. 8, a self-aligned contact pattern 806 and a contact pattern 809 that does not require self-alignment (not self-aligned) are produced at the same time. While the self-aligned contact pattern 806 needs to be fabricated in a self-aligned manner on the narrow gate electrode 802, the contact pattern 809 is fabricated in a relatively wide active region (i.e., has a high tolerance for misalignment) ) So it is not necessary to be self-aligned.
Until the resist film 805 is formed, the same procedure as in the first embodiment is performed.

レジスト膜805は、自己整合コンタクトパターン806のための開口の縁が、ゲート電極802に対応して形成される層間膜803表面の段差の傾斜部(側壁部)に形成されたシリコン窒化膜804上に位置するように形成する。このとき、コンタクトパターン809のための開口の縁は、シリコン窒化膜804上に位置する必要はない。
次いで、自己整合コンタクトパターン806のための開口部では、レジスト膜805とシリコン窒化膜804のサイドウォール状膜をマスクとして、コンタクトパターン809のための開口部ではレジスト膜805のみをマスクとして、層間膜803を選択的にエッチングして、コンタクトパターン806、809を同時に形成する。このとき、エッチングの条件は、ゲート電極802の表面及び半導体基板801の表面でエッチングが停止する条件を選択する。
The resist film 805 is formed on the silicon nitride film 804 in which the edge of the opening for the self-aligned contact pattern 806 is formed on the inclined portion (side wall portion) of the step on the surface of the interlayer film 803 formed corresponding to the gate electrode 802. It forms so that it may be located in. At this time, the edge of the opening for the contact pattern 809 need not be located on the silicon nitride film 804.
Next, in the opening for the self-aligned contact pattern 806, the sidewall film of the resist film 805 and the silicon nitride film 804 is used as a mask, and in the opening for the contact pattern 809, only the resist film 805 is used as a mask. 803 is selectively etched to form contact patterns 806 and 809 simultaneously. At this time, an etching condition is selected such that etching stops on the surface of the gate electrode 802 and the surface of the semiconductor substrate 801.

コンタクトパターン809のパターンエッヂは、レジスト膜805のエッヂで決まるので、レジスト膜805のアラインメントのズレの影響を受けてしまい、自己整合的に位置決めされない。他方、コンタクトパターン806のパターンエッヂは、シリコン窒化膜804のサイドウォール状膜のエッヂで決まるので、コンタクトパターン806は、ゲート電極に対して自己整合的にその位置が調整され、ゲート電極802上に自己整合的に形成される。
このようにして、自己整合コンタクトパターン806と自己整合されないコンタクトパターン809が同時に作製される。
Since the pattern edge of the contact pattern 809 is determined by the edge of the resist film 805, it is affected by the misalignment of the resist film 805 and is not positioned in a self-aligning manner. On the other hand, since the pattern edge of the contact pattern 806 is determined by the edge of the sidewall film of the silicon nitride film 804, the position of the contact pattern 806 is adjusted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and the contact pattern 806 is formed on the gate electrode 802. It is formed in a self-aligning manner.
In this manner, the self-aligned contact pattern 806 and the contact pattern 809 that is not self-aligned are manufactured at the same time.

<実施例9>
本実施例は、配線パターンを有する半導体装置において自己整合コンタクトパターンを作製する例を示す。
図9に示す半導体装置は、記憶素子の一例としてのメモリ素子で構成されたセルアレイ構造を備えている。
<Example 9>
This embodiment shows an example in which a self-aligned contact pattern is produced in a semiconductor device having a wiring pattern.
The semiconductor device illustrated in FIG. 9 includes a cell array structure including memory elements as examples of memory elements.

より詳細に説明すると、この半導体装置は、半導体基板の表面部にP型ウェル領域が形成されている(図示せず)。このP型ウェル領域に素子分離領域911が形成されている。半導体基板の表面部において、素子分離領域911が形成されていない領域は活性領域となる。
ワード線912は、図9の横方向に延び、縦方向に関して並んで形成されている。ワード線912は、隣合うワード線が同じ素子分離領域911上を通過するときその間隔をより狭くし、それぞれが、ワード線が伸びる方向(図9中、横方向)に垂直な方向(図9中、縦方向)に関して隣合う素子分離領域911上を通過するときにその間隔をより広くするように蛇行している。このようにワード線912を蛇行させることによって、より小さいサイズの素子分離領域911を効率的に配置でき、したがってメモリセルアレイの(図9中、縦方向に関する)大きさが縮小されている。
More specifically, in this semiconductor device, a P-type well region is formed on the surface portion of the semiconductor substrate (not shown). An element isolation region 911 is formed in this P-type well region. In the surface portion of the semiconductor substrate, a region where the element isolation region 911 is not formed becomes an active region.
The word lines 912 extend in the horizontal direction in FIG. 9 and are formed side by side in the vertical direction. The word lines 912 are narrower when adjacent word lines pass over the same element isolation region 911, and each of the word lines 912 is perpendicular to the direction in which the word lines extend (lateral direction in FIG. 9) (FIG. 9). When passing over the element isolation regions 911 adjacent to each other in the middle (vertical direction), the meandering is made wider. By meandering the word lines 912 in this manner, the element isolation regions 911 having a smaller size can be efficiently arranged, and thus the size of the memory cell array (in the vertical direction in FIG. 9) is reduced.

ワード線912と各活性領域との間にはゲート絶縁膜が形成されている(図示せず)。ワード線912の側壁部には、メモリ効果を有するサイドウォールが形成されている(図示せず)。ワード線912に覆われない両側の活性領域において、P型ウェル領域の表面に、ソース・ドレイン拡散領域としてN型拡散領域913が形成されている。
すなわち、この半導体装置において、1つの電界効果トランジスタであるメモリ素子は、ワード線912(ゲート電極)と、ワード線912の両側に形成されたN型拡散領域(ソース領域またはドレイン領域)913とを含んでいる。
A gate insulating film is formed between the word line 912 and each active region (not shown). A sidewall having a memory effect is formed on the sidewall of the word line 912 (not shown). In the active regions on both sides not covered by the word line 912, an N-type diffusion region 913 is formed as a source / drain diffusion region on the surface of the P-type well region.
That is, in this semiconductor device, a memory element which is one field effect transistor includes a word line 912 (gate electrode) and N-type diffusion regions (source region or drain region) 913 formed on both sides of the word line 912. Contains.

また、図9の縦方向にビット線914が延び、図9の横方向に関して並んでいる。ビット線914は、コンタクトホール906を介してN型拡散領域(ソース領域またはドレイン領域)913に電気的に接続される。コンタクトホール906は、ワード線912の間隔が広くなっている領域のN型拡散領域913上に形成される。   Further, the bit lines 914 extend in the vertical direction of FIG. 9 and are arranged in the horizontal direction of FIG. Bit line 914 is electrically connected to N-type diffusion region (source region or drain region) 913 through contact hole 906. The contact hole 906 is formed on the N-type diffusion region 913 where the interval between the word lines 912 is wide.

このような半導体装置において、コンタクトホール906は、本発明の方法により、適切に高精度なフォトリソグラフィのアライメント工程を行うことなく、各半導体素子に対して自己整合するような配置で作製される。
簡潔に説明すると、コンタクトホール906を作製するに適切な位置は、ワード線912が蛇行していることにより、隣り合う2つのワード線912によって両側から丸く囲まれる。すなわち、コンタクトホール906の作製に適切な位置は、隣り合う2つのワード線912(凸部)によって囲まれた円状領域915(凹部)の中心付近となる。この円状領域915は、コンタクトホール906作製前の半導体装置の製造過程において、近接効果等の影響により強調される。
In such a semiconductor device, the contact hole 906 is formed by the method of the present invention so as to be self-aligned with each semiconductor element without performing a highly accurate photolithography alignment process.
Briefly described, a suitable position for making the contact hole 906 is circled from both sides by two adjacent word lines 912 due to the meandering word lines 912. In other words, a suitable position for manufacturing the contact hole 906 is near the center of the circular region 915 (concave) surrounded by two adjacent word lines 912 (convex). This circular region 915 is emphasized due to the proximity effect or the like in the manufacturing process of the semiconductor device before the contact hole 906 is formed.

よって、ワード線912の形成後に堆積させる層間酸化膜の成膜工程及び本発明の方法における成膜工程の成膜条件を調整することにより、円状領域915において、その中心付近のみが開口するようにサイドウォール状膜を残存させることができる。したがって、コンタクトホール906は、円状領域915の中心付近に作製される。   Therefore, by adjusting the film forming conditions of the interlayer oxide film deposited after the formation of the word line 912 and the film forming process in the method of the present invention, only the vicinity of the center of the circular region 915 is opened. A sidewall-like film can be left on. Therefore, the contact hole 906 is formed near the center of the circular region 915.

このように、成膜工程膜厚等の非常に精度の高い工程の調整により、所望の位置に自己整合的に構造を形成することができるため、フォトリソグラフィ工程による位置合わせよりも飛躍的に実質的位置合わせ精度を向上させることができる。また、それらの詳細な条件は、パターン形状やプロセス条件などが変わった場合でも、上記成膜工程膜厚等の非常に精度の高い工程の調整により、自己整合的に形成することができるため、デバイス及び製造工場がいずれであろうとも適宜調整により実施することができる。   In this way, since the structure can be formed in a self-aligned manner at a desired position by adjusting the process with a very high accuracy such as the film forming process thickness, it is substantially more effective than the alignment by the photolithography process. Target alignment accuracy can be improved. In addition, those detailed conditions can be formed in a self-aligned manner by adjusting the highly accurate process such as the film forming process film thickness even when the pattern shape, process conditions, etc. are changed. Regardless of the device and the manufacturing factory, it can be implemented by appropriate adjustment.

実施例1〜9に示すように、表面の段差を用いて自己整合パターンを作製することができた。
上記実施例1〜9では、半導体基板表面の素子とその上層のメタル配線とのコンタクトホールの形成について記載したが、メタル配線とその上層のメタル配線を接続するコンタクトホールを形成するためや、素子分離のトレンチエッチ後に酸化膜を埋め込んだ後のトレンチ以外の領域(凸部領域)の酸化膜を取り除くためにも、本発明の自己整合作製方法は、実施可能であり同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、コンタクトホールの作製までしか説明していないが、コンタクトプラグやメタル配線等は、公知の技術により容易に作製される。表面の段差やシリコン窒化膜のサイドウォール状膜などが後のプロセスに悪い影響を及ぼす場合には、コンタクトプラグ用のタングステン埋め込み後又はコンタクトプラグ形成後に、CMP(化学的機械的研磨)処理を行い平坦にするのが好ましい。
As shown in Examples 1 to 9, a self-aligned pattern could be produced using a step on the surface.
In the first to ninth embodiments, the formation of the contact hole between the element on the surface of the semiconductor substrate and the metal wiring on the upper layer is described. However, in order to form the contact hole connecting the metal wiring and the metal wiring on the upper layer, the element The self-aligned fabrication method of the present invention can be carried out and has the same effect in order to remove the oxide film in the region other than the trench (projection region) after the oxide film is buried after the isolation trench etch.
Further, in the above embodiment, only the preparation of the contact hole has been described, but the contact plug, the metal wiring, etc. are easily manufactured by a known technique. If the surface step or the side wall of the silicon nitride film adversely affects the subsequent process, perform CMP (chemical mechanical polishing) after filling the contact plug with tungsten or after forming the contact plug. It is preferable to make it flat.

実施例1の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of Example 1. FIG. 参考例2の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of the reference example 2. FIG. 実施例3の方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method of Example 3. 実施例4の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of Example 4. FIG. 参考例5の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of the reference example 5. FIG. 実施例6の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of Example 6. FIG. 実施例7の方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a method of Example 7. 実施例8の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of Example 8. FIG. 実施例9の方法で作製される半導体装置の模式上面図である。10 is a schematic top view of a semiconductor device manufactured by a method of Example 9. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101、201、301、401、501、601、701、801 半導体基板
102、202、302、402、502、602、702、802 ゲート電極
103、203、303、403、503、603、703、803 シリコン酸化膜
104、204、304、404、504、604、704、804 シリコン窒化膜
105、205、305、405、505、605、705、805 レジスト膜
106、206、306、406、506、606、706、806、906 自己整合コンタクトホール
107、207、307、407、507、607、707、807 下部露出部
108、208、308、408、508、608、708、808 上部露出部
809 自己整合の必要ないコンタクトホール
911 素子分離領域
912 ワード線
913 N型拡散領域(ソース・ドレイン拡散領域)
914 ビット線
915 2つの隣合うワード線に囲まれる円状領域
101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801 Semiconductor substrate
102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802 Gate electrode
103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803 Silicon oxide film
104, 204, 304, 404, 504, 604, 704, 804 Silicon nitride film
105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805 Resist film
106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906 Self-aligned contact holes
107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807
108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808
809 Contact holes that do not require self-alignment
911 element isolation region
912 word line
913 N-type diffusion region (source / drain diffusion region)
914 bit line
915 Circular area surrounded by two adjacent word lines

Claims (6)

表面にゲート電極又は配線を有する半導体基板上に層間膜を堆積して、該ゲート電極又は配線のパターンに対応する段差を有する層間膜を成膜する工程、
層間膜の表面に該層間膜と異なる種類の膜を成膜する工程、
形成した膜を、段差の下段平面部及び上段平面部に層間膜の表面が露出する一方で少なくとも一部の段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程、
層間膜及び残存する膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を、開口の縁が残存する膜上に位置するように段差の下段平面部上又は下段平面部及び上段平面部上で開口させる工程、及び
得られるレジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記ゲート電極又は配線に自己整合的にパターンを形成する工程
を有することを特徴とする自己整合パターンの製造方法。
Depositing an interlayer film on a semiconductor substrate having a gate electrode or wiring on the surface, and forming an interlayer film having a step corresponding to the pattern of the gate electrode or wiring;
Forming a film of a different type from the interlayer film on the surface of the interlayer film ;
Etching the formed film so that the surface of the interlayer film is exposed on the lower flat part and the upper flat part of the step while the film remains on the side wall of at least a part of the step;
A resist film is formed on the entire surface of the interlayer film and the remaining film, and the resist film is opened on the lower flat part of the step or on the lower flat part and the upper flat part so that the edge of the opening is located on the remaining film. And a step of forming a pattern in a self-aligning manner on the gate electrode or wiring by using an opening of the resist film obtained and a remaining film, and a method for producing a self-aligning pattern.
表面にゲート電極又は配線を有する半導体基板上に層間膜を堆積して、該ゲート電極又は配線のパターンに対応する段差を有する層間膜を成膜する工程、
層間膜の表面に該層間膜と異なる種類の膜を成膜する工程、
形成した膜の全面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を開口の縁が段差の側壁部に形成された膜上に位置するように段差の下段平面部上又は下段平面部及び上段平面部上で開口させる工程、
得られるレジスト膜の開口を利用して、層間膜の表面上に形成した膜を、段差の下段平面部又は下段平面部及び上段平面部に該層間膜の表面が露出する一方で段差の側壁部に膜が残存するようにエッチングする工程、及び
レジスト膜の開口と残存する膜とを利用して前記ゲート電極又は配線に自己整合的にパターンを形成する工程
を有することを特徴とする自己整合パターンの製造方法。
Depositing an interlayer film on a semiconductor substrate having a gate electrode or wiring on the surface, and forming an interlayer film having a step corresponding to the pattern of the gate electrode or wiring;
Forming a film of a different type from the interlayer film on the surface of the interlayer film ;
A resist film is formed on the entire surface of the formed film, and the resist film is formed on the lower flat portion of the step or on the lower flat portion and the upper flat portion so that the edge of the opening is positioned on the film formed on the side wall portion of the step. step of opening in,
By utilizing the opening of the resulting resist film, the film formed on the surface of the interlayer film, the lower flat portion of the step or the lower planar portion and one at the step side wall portion of the surface of the interlayer film in the upper flat portion is exposed And a step of forming a pattern in a self-aligning manner on the gate electrode or the wiring by utilizing the opening of the resist film and the remaining film. Manufacturing method.
己整合パターンがコンタクトホールのパターンである請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 self alignment pattern is the pattern of the contact hole. 側壁部の傾斜角度が30度〜90度の範囲内にある請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the inclination angle of the side wall portion is within a range of 30 degrees to 90 degrees. 前記層間膜がシリコン酸化膜であり、該層間膜の表面に形成される膜がシリコン窒化膜又はポリシリコン膜である請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。 The interlayer film is a silicon oxide film, a method according to any one of claims 1 to 4 film formed on the surface of the interlayer film is a silicon nitride film or a polysilicon film. 請求項1〜のいずれか1項に記載の方法を用いて作製された半導体装置。 The semiconductor device manufactured using a method according to any one of claims 1-5.
JP2005287767A 2005-09-30 2005-09-30 Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same Expired - Fee Related JP4394627B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005287767A JP4394627B2 (en) 2005-09-30 2005-09-30 Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005287767A JP4394627B2 (en) 2005-09-30 2005-09-30 Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007103422A JP2007103422A (en) 2007-04-19
JP4394627B2 true JP4394627B2 (en) 2010-01-06

Family

ID=38030116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005287767A Expired - Fee Related JP4394627B2 (en) 2005-09-30 2005-09-30 Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4394627B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007103422A (en) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7867912B2 (en) Methods of manufacturing semiconductor structures
JP4122215B2 (en) Semiconductor device for solving the problem of optical edge effect relating to etched trench and method of manufacturing the same
US8541879B2 (en) Super-self-aligned contacts and method for making the same
US20080268381A1 (en) Pattern forming method performing multiple exposure so that total amount of exposure exceeds threshold
US9018073B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device including alignment mark
US20070026543A1 (en) Method for forming misalignment inspection mark and method for manufacturing semiconductor device
KR20090067016A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20070194466A1 (en) Overlay measurement mark and pattern formation method for the same
US8105757B2 (en) Method of making a semiconductor device
US20070010053A1 (en) Method for fabricating conductive line
US9218984B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
KR101648128B1 (en) Method for forming fine pattern having variable width and method for manufacturing semiconductor device using the same
KR20180001954A (en) Method of manufacturing photomasks, method of forming patterns and method of manufacturing semiconductor devices
US7413833B2 (en) Single exposure of mask levels having a lines and spaces array using alternating phase-shift mask
JPH09246489A (en) Semiconductor storage device and manufacture thereof
US6503667B1 (en) Method for fabricating mask
KR100568452B1 (en) method of fabricating semiconductor device having alignment key and semiconductor device fabricated thereby
JP4394627B2 (en) Self-aligned pattern manufacturing method and semiconductor device using the same
US20070292776A1 (en) Overlay vernier key and method for forming contact holes of semiconductor device using the same
US8110507B2 (en) Method for patterning an active region in a semiconductor device using a space patterning process
KR20000006136A (en) semiconductor device and manufacturing method of the same
US6395456B1 (en) Semiconductor device achieving higher integration, method of manufacturing thereof, and method of forming resist pattern used therefor
US20100227451A1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
CN106415816A (en) Double patterning method of forming semiconductor active areas and isolation regions
US20070148945A1 (en) Method for forming a fine pattern of a semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070731

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090915

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091013

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131023

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees