JPH0778829A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0778829A
JPH0778829A JP6162434A JP16243494A JPH0778829A JP H0778829 A JPH0778829 A JP H0778829A JP 6162434 A JP6162434 A JP 6162434A JP 16243494 A JP16243494 A JP 16243494A JP H0778829 A JPH0778829 A JP H0778829A
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layer
wiring
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wiring layer
semiconductor device
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浩一 橋本
Daisuke Matsunaga
大輔 松永
Masaaki Aoyama
正明 青山
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method of a semiconductor device which can prevent the damage of the semiconductor device in the case of working a fine pattern, regarding the manufacturing method of a semiconductor device containing an insulated-gate field-effect transistor (IGFET) of high level of integration. CONSTITUTION:In the manufacturing method of a semiconductor device containing an insulated-gate field-effect transistor, the following are formed; a gate insulating film 2a on a semiconductor substrate 1, a gate electrode layer 3 facing the substrate 1, in a specified area, via the gate insulating film 2a, a layer insulating film 4, a wiring layer 6 connected with the gate electrode layer 3, a conductive material layer on the wiring layer 6, and a resist layer. By patterning the resist layer, a resist mask 9 containing a wiring pattern is formed with an antenna ratio larger than or equal to 10 to the area of a gate electrode. By applying the resist mask 9 to an etching mask, at least the conductive material layer is subjected to plasma etching. The resist mask 9 is eliminated, and the wiring layer 6 is subjected to plasma etching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に高集積度の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ(IGFET)を含む半導体装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a highly integrated insulated gate field effect transistor (IGFET).

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(大規模集積回路)の微細化に伴
い、パターン転写精度の向上が望まれている。マスクパ
ターンを忠実に配線等の被加工物層に転写するため、R
IE(reactive ion etching)、ECR(electron cyc
lotron resonance)プラズマエッチング等の異方性ドラ
イエッチングが多用されている。これらの異方性ドライ
エッチングはプラズマないしイオンを利用している。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of LSIs (Large Scale Integrated Circuits), it is desired to improve pattern transfer accuracy. Since the mask pattern is faithfully transferred to the work layer such as wiring, R
IE (reactive ion etching), ECR (electron cyc
Anisotropic dry etching such as plasma etching is often used. These anisotropic dry etchings use plasma or ions.

【0003】プラズマプロセスにはプラズマの不均一に
よる損傷等の電気的ストレスが伴いやすい(J. Appl. P
hys.72 (1992) pp. 4865-4872 参照)。特に、微細化と
共に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(IGFET)
のゲート絶縁膜は薄くなってきており、10nm以下の
ものも多く、電気的ストレスにより影響、損傷を受けや
すい。たとえば、ゲート絶縁膜を通してファウラ・ノル
ドハイム(Fowler・Nordheim,FN )トンネル電流が流れ
ると、積分電流量に応じた欠陥が生じ、閾値電圧を変化
させる。さらに、絶縁破壊が生じると、ゲート電極と半
導体基板の短絡等が生じる。
The plasma process is likely to be accompanied by electrical stress such as damage due to non-uniformity of plasma (J. Appl. P.
hys. 72 (1992) pp. 4865-4872). In particular, miniaturization and insulated gate field effect transistor (IGFET)
Gate insulating films have become thinner, and often have a thickness of 10 nm or less, and are easily affected and damaged by electrical stress. For example, when a Fowler-Nordheim (FN) tunnel current flows through the gate insulating film, a defect corresponding to the integrated current amount occurs and the threshold voltage is changed. Furthermore, when dielectric breakdown occurs, a short circuit between the gate electrode and the semiconductor substrate occurs.

【0004】10nm厚のゲート酸化膜は、10〜15
V以上の電圧印加によって破壊されてしまう危険性が高
い。プラズマ中に置かれた被加工物表面上の電位Vdc
は100〜1000Vに達し、その均一性を5%以内に
抑えることは容易ではない。
A gate oxide film having a thickness of 10 nm has a thickness of 10 to 15
There is a high risk of destruction by applying a voltage of V or higher. Potential Vdc on the surface of the workpiece placed in the plasma
Reaches 100 to 1000 V, and it is not easy to suppress the uniformity within 5%.

【0005】したがって、プラズマプロセスによってゲ
ート絶縁膜を破壊してしまう危険性は非常に高い。これ
らの危険性は配線層のパターニングのみでなく、コンタ
クトホール開口、プラズマスパッタによるコンタクトホ
ールクリーニングの際にも存在する。
Therefore, the risk of destroying the gate insulating film by the plasma process is very high. These risks exist not only in patterning the wiring layer but also in contact hole opening and contact hole cleaning by plasma sputtering.

【0006】従来、これらの損傷現象は、すべて使用す
るプラズマに付随する電気的もしくは磁気的性質の不均
一が原因とされてきた。したがって、損傷を防止する手
段として均一なプラズマを生成して使用することが解決
手段とされてきた。
In the past, these damage phenomena have all been attributed to non-uniform electrical or magnetic properties associated with the plasma used. Therefore, the solution has been to generate and use a uniform plasma as a means for preventing damage.

【0007】より具体的には、プラズマ電位の均一化や
電子移動度の位置依存性を防止することによるバイアス
電圧の均一化等が提案されてきた。たとえば、被加工物
表面上を磁束が横断する構成において、中央部と周辺部
において磁場の表面垂直成分が変化することを防止する
構成が提案されている。
More specifically, it has been proposed to homogenize the plasma potential and homogenize the bias voltage by preventing the position dependence of electron mobility. For example, in a configuration in which a magnetic flux traverses the surface of a workpiece, a configuration has been proposed that prevents the surface vertical component of the magnetic field from changing in the central portion and the peripheral portion.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、プラズ
マの不均一性を是正しても、加工パターンによって損傷
が発生することを新たに見いだした。
The present inventors have newly found that even if the nonuniformity of the plasma is corrected, the damage is caused by the processing pattern.

【0009】本発明の目的は、微細パターンの加工にお
いても、半導体装置の損傷を防止できる半導体装置の製
造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can prevent damage to the semiconductor device even when processing a fine pattern.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含む半
導体装置の製造方法であって、半導体基板上にゲート絶
縁膜、電極層を形成する工程と、前記電極層をパターニ
ングして、所定面積で前記ゲート絶縁膜を介して前記半
導体基板と対向するゲート電極層を形成する工程と、前
記ゲート電極層を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、前
記ゲート電極層に接続された配線層を前記層間絶縁膜上
に形成する工程と、前記配線層上に導電材料層を形成す
る工程と、前記導電材料層上にレジスト層を塗布する工
程と、前記レジスト層をパターニングして前記ゲート電
極層の前記半導体基板と対向する部分の面積に対して約
10以上のアンテナ比を有する配線パターンを含むレジ
ストマスクを形成する工程と、前記レジストマスクをエ
ッチングマスクとして少なくとも前記導電材料層をプラ
ズマエッチングする第1エッチング工程と、第1エッチ
ング工程後、前記レジストマスクを除去する除去工程
と、除去工程後、少なくともゲート電極層に接続された
前記配線層の一部をプラズマエッチングする第2エッチ
ング工程とを含む。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device including an insulated gate field effect transistor, which comprises a step of forming a gate insulating film and an electrode layer on a semiconductor substrate. A step of patterning the electrode layer to form a gate electrode layer facing the semiconductor substrate via the gate insulating film in a predetermined area; and a step of forming an interlayer insulating film covering the gate electrode layer, A step of forming a wiring layer connected to the gate electrode layer on the interlayer insulating film, a step of forming a conductive material layer on the wiring layer, and a step of applying a resist layer on the conductive material layer, The resist layer is patterned to form a resist mask including a wiring pattern having an antenna ratio of about 10 or more with respect to an area of a portion of the gate electrode layer facing the semiconductor substrate. A first etching step of plasma-etching at least the conductive material layer using the resist mask as an etching mask, a removing step of removing the resist mask after the first etching step, and at least a gate electrode layer after the removing step. A second etching step of plasma etching a part of the wiring layer connected to the.

【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
パターン間隔が1μm以下の導電膜パターンを含む半導
体装置の製造方法であって、半導体基板の一部表面上に
薄い絶縁膜を介して電極層を形成する工程と、前記電極
層を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜
上に前記電極層に接続された導電膜を形成する工程と、
導電膜上に絶縁マスク材層を形成する工程と、絶縁膜マ
スク材層上にレジスト層を塗布する工程と、レジスト層
をパターニングする工程と、レジスト層をマスクとして
絶縁マスク材層をパターニングする工程と、レジスト層
を除去する工程と、絶縁マスク材層をマスクとして導電
膜をプラズマエッチングでパターニングする工程とを含
み、前記絶縁マスク材層の厚さは最小パターン間隔の1
/2以下に設定されている。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
A method of manufacturing a semiconductor device including a conductive film pattern having a pattern interval of 1 μm or less, comprising a step of forming an electrode layer on a partial surface of a semiconductor substrate via a thin insulating film, and an interlayer insulating film covering the electrode layer. And a step of forming a conductive film connected to the electrode layer on the interlayer insulating film,
A step of forming an insulating mask material layer on the conductive film, a step of applying a resist layer on the insulating film mask material layer, a step of patterning the resist layer, and a step of patterning the insulating mask material layer using the resist layer as a mask. And a step of removing the resist layer and a step of patterning the conductive film by plasma etching using the insulating mask material layer as a mask, the thickness of the insulating mask material layer being a minimum pattern interval of 1
It is set to / 2 or less.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
被加工物表面上において特性が均一なプラズマを用いて
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの絶縁ゲートに接続
する配線層またはその上の絶縁層を加工する際、配線層
表面にほぼ垂直に入射するイオンと電子とがほぼ等量と
なるように周波数が1MHz以下のrfバイアスを被加
工物に印加する。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
When the wiring layer connected to the insulated gate of the insulated gate field effect transistor or the insulating layer thereabove is processed by using plasma with uniform characteristics on the surface of the workpiece, ions that are incident almost perpendicularly to the surface of the wiring layer An rf bias having a frequency of 1 MHz or less is applied to the workpiece so that the electrons and the electrons have almost the same amount.

【0013】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
第1導電型の半導体領域上に形成されたゲート絶縁膜上
のゲート電極に接続された配線層である第1配線層と前
記半導体領域に接続された第2配線層とを同時に作成す
る半導体装置の製造方法であって、第1配線層と第2配
線層とをパターニングする際、その間に電気的に分離さ
れた第3配線層を残す。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
Semiconductor device for simultaneously forming a first wiring layer, which is a wiring layer connected to a gate electrode on a gate insulating film formed on a semiconductor region of the first conductivity type, and a second wiring layer connected to the semiconductor region In the method for manufacturing the above, when patterning the first wiring layer and the second wiring layer, an electrically separated third wiring layer is left therebetween.

【0014】[0014]

【作用】薄い絶縁膜上のゲート電極に接続され、真性ゲ
ート領域に対して高いアンテナ比を有する導電パターン
の加工においては、プラズマを均一化してもゲート構造
に損傷が生じるが、プラズマエッチングにおけるマスク
材料を導電性とすることにより、ゲート構造の損傷を防
止することが可能となる。ここで、アンテナ比とは薄い
絶縁膜上のゲート電極(真性ゲート領域)の面積に対す
る導電パターンの露出面積の比を言う。
In the processing of the conductive pattern which is connected to the gate electrode on the thin insulating film and has a high antenna ratio with respect to the intrinsic gate region, the gate structure is damaged even if the plasma is made uniform. By making the material conductive, it is possible to prevent damage to the gate structure. Here, the antenna ratio means the ratio of the exposed area of the conductive pattern to the area of the gate electrode (intrinsic gate region) on the thin insulating film.

【0015】これは、マスクが非導電性であるとマスク
下の被加工導電層に入射する正電荷と負電荷のバランス
の崩れは、直ちに被加工導電層のチャージアップとなる
が、マスクが導電性であればマスク下の導電層のみで電
荷のバランスを取る必要がなくなり、マスクと被加工層
との全体で正電荷と負電荷のバランス取ればよいためと
考えられる。
This is because if the mask is non-conductive, the imbalance of positive charges and negative charges incident on the conductive layer under the mask immediately causes charge-up of the conductive layer, but the mask becomes conductive. This is considered to be because if it is a property, it is not necessary to balance the charges only with the conductive layer under the mask, and it is sufficient to balance the positive charges and the negative charges in the entire mask and the layer to be processed.

【0016】アンテナ比が10以上の場合に、一旦チャ
ージアップが生じると、絶縁強度の弱い領域にほぼ10
倍以上に増幅された電流が流れ、半導体装置の特性が容
易に変化してしまう。電荷のバランスを取ることでトン
ネル電流を防ぎ、所望特性の半導体装置を製造すること
が可能となる。
When the antenna ratio is 10 or more and charge-up occurs once, it is almost 10 in the region where the insulation strength is weak.
A current that is more than doubled flows, and the characteristics of the semiconductor device easily change. By balancing the charges, a tunnel current can be prevented and a semiconductor device having desired characteristics can be manufactured.

【0017】マスクが非導電性であっても、その側面の
面積が無視できる程度であれば、損傷を防止することが
可能となる。これは、非導電性マスク側面に入射する負
電荷の絶対量が小さいためと考えられる。より具体的に
は、マスクの厚さが最小パターン間隔の1/2以下であ
れば損傷防止の効果が大となる。
Even if the mask is non-conductive, damage can be prevented as long as the side surface area is negligible. It is considered that this is because the absolute amount of negative charges incident on the side surface of the non-conductive mask is small. More specifically, if the mask thickness is ½ or less of the minimum pattern interval, the effect of preventing damage becomes great.

【0018】従来の均一なプラズマは、平面上に入射す
る正電荷と負電荷の量が等しいものであったと考えられ
る。ただし、入射方向まで考慮した時には、均一性は保
証されていない。したがって、マスク間隔の狭い非導電
性マスク間に設けられた開口に垂直方向に入射する電荷
のみを考えれば、不均一性が存在していたと考えられ
る。
It is considered that the conventional uniform plasma has equal amounts of positive and negative charges incident on the plane. However, the uniformity is not guaranteed when the incident direction is taken into consideration. Therefore, it is considered that non-uniformity exists when only the charges vertically incident on the openings provided between the non-conductive masks having a narrow mask interval are considered.

【0019】この不均一性を解消すれば、正電荷と負電
荷のバランスがとれ、損傷を防止することができる。プ
ラズマから被加工物に垂直に入射する正電荷と負電荷の
バランスを調整するためには、rfバイアスの周波数を
1MHz以下とすることが有効である。さらに、発散磁
場と補助ミラー磁場を印加することが有効である。
If this non-uniformity is eliminated, positive charges and negative charges are balanced and damage can be prevented. In order to adjust the balance between the positive charges and the negative charges that vertically enter the workpiece from plasma, it is effective to set the frequency of the rf bias to 1 MHz or less. Furthermore, it is effective to apply a divergent magnetic field and an auxiliary mirror magnetic field.

【0020】また、発散磁場と補助カスプ磁場を形成す
ると、被加工物に垂直に入射する電荷のバランスを取る
のに有効である。
Forming the divergent magnetic field and the auxiliary cusp magnetic field is effective in balancing the electric charges that are vertically incident on the workpiece.

【0021】[0021]

【実施例】従来、プラズマエッチングにおけるプラズマ
に不均一が存在すると、エッチング加工対象物に損傷が
生じやすいことが知られている。
[Practical Examples] Conventionally, it has been known that the presence of non-uniformity in plasma in plasma etching is likely to cause damage to an object to be etched.

【0022】このようなプラズマの不均一は、いわゆる
アンテナ構造を有するMOSダイオードの破壊率、ある
いはそのフラットバンド電圧のシフトを検出することに
よって測定することができる。
Such nonuniformity of plasma can be measured by detecting the destruction rate of a MOS diode having a so-called antenna structure or the shift of its flat band voltage.

【0023】ここで、アンテナ構造とは、荷電状態に敏
感な構造が、プラズマに露出した広い面積を有する導電
部材に電気的に接続されている構造をいう。すなわち、
広い露出面積を有するアンテナがプラズマから電荷を受
けると、その電荷が荷電状態に敏感な構造の電位を変化
させる構造である。
Here, the antenna structure means a structure in which a structure sensitive to a charged state is electrically connected to a conductive member having a large area exposed to plasma. That is,
When an antenna having a large exposed area receives electric charges from plasma, the electric charges change the electric potential of the structure sensitive to the charged state.

【0024】また、フラットバンド電圧は、絶縁層等に
トラップされた電荷によって曲がったバンドを、平な状
態に駆動するのに必要な電圧を意味する。プラズマプロ
セス中に一方の極性を有する電荷が対象とする構造に注
入され、トラップされると、フラットバンド電圧が変化
する。フラットバンド電圧のシフトを検出すれば、MO
Sダイオードを流れたFNトンネル電流によって、ゲー
ト絶縁膜中にトラップされた電荷量を知ることができ
る。
The flat band voltage means the voltage required to drive the band bent by the charges trapped in the insulating layer or the like into a flat state. When a charge having one polarity is injected and trapped in the structure of interest during the plasma process, the flat band voltage changes. If the flat band voltage shift is detected, the MO
The amount of charges trapped in the gate insulating film can be known from the FN tunnel current flowing through the S diode.

【0025】プロセス条件を確立する際には、加工対象
物表面上にアンテナ構造を設けた多数のMOSダイオー
ド構造を形成し、これらのフラットバンド電圧の変化ま
たは破壊率を測定することにより、被加工物表面上に入
射する正電荷、負電荷のアンバランスを検出することが
できる。
When establishing the process conditions, a large number of MOS diode structures having an antenna structure are formed on the surface of the object to be processed, and the change or destruction rate of these flat band voltages is measured to obtain the object to be processed. It is possible to detect the imbalance between the positive charges and the negative charges incident on the surface of the object.

【0026】しかしながら、そのようにして検出される
正電荷と負電荷のバランスは、平面上の単位面積に関す
るものであり、入射電荷の入射方向についての情報は伝
えない。
However, the balance between the positive charges and the negative charges thus detected relates to the unit area on the plane, and does not convey information about the incident direction of the incident charges.

【0027】ホトレジストは、通常絶縁体であり、加工
パターンの微細化と共に、そのアスペクト比は増大する
傾向にある。したがって、レジスト層表面上で入射する
正電荷と負電荷のバランスがとれていても、その入射方
向分布に差があれば、レジスト層下側に配置される導電
性被加工物に入射する電荷量は変化してしまう。
The photoresist is usually an insulator, and its aspect ratio tends to increase as the processing pattern becomes finer. Therefore, even if the positive and negative charges incident on the surface of the resist layer are well balanced, if there is a difference in the distribution in the incident direction, the amount of charges incident on the conductive workpiece below the resist layer. Will change.

【0028】図2(A)、(B)は、アンテナ構造を示
す断面図および平面図である。図2(A)において、た
とえばp型Siで形成された半導体基板101の表面
に、選択的に厚いフィールド酸化膜102bが形成され
ている。フィールド酸化膜102bは、図2(B)に示
す活性領域108を取り囲むように形成されている。
2A and 2B are a sectional view and a plan view showing the antenna structure. In FIG. 2A, a thick field oxide film 102b is selectively formed on the surface of a semiconductor substrate 101 formed of, for example, p-type Si. The field oxide film 102b is formed so as to surround the active region 108 shown in FIG.

【0029】活性領域108表面に薄いゲート酸化膜1
02aを形成し、その上にたとえば多結晶Siで形成さ
れたゲート電極103を形成する。ゲート電極103
は、図2(B)に示すように活性領域108の中央部を
横断し、その両側のフィールド酸化膜の上に延在する。
A thin gate oxide film 1 is formed on the surface of the active region 108.
02a is formed, and the gate electrode 103 made of, for example, polycrystalline Si is formed thereon. Gate electrode 103
Extends across the central portion of the active region 108 as shown in FIG. 2 (B) and extends over the field oxide film on both sides thereof.

【0030】ゲート電極103両側の活性領域108表
面上にゲート酸化膜は除去され、ソース/ドレイン電極
が形成される。ゲート電極103を覆うように、SiO
2 等で形成された層間絶縁膜104が形成され、ゲート
電極103の一部を露出するためのコンタクトホール1
05が形成される。コンタクトホール105を介してゲ
ート電極103に接続するゲート配線層106が層間絶
縁膜104上に形成される。配線層106は、活性層1
08上のゲート電極103の面積Agと比べ、少なくと
も10倍の広さを有する面積Afを有する。
The gate oxide film is removed on the surface of the active region 108 on both sides of the gate electrode 103 to form source / drain electrodes. SiO 2 to cover the gate electrode 103
The contact hole 1 for exposing a part of the gate electrode 103 is formed with the interlayer insulating film 104 formed of 2 etc.
05 is formed. A gate wiring layer 106 connected to the gate electrode 103 through the contact hole 105 is formed on the interlayer insulating film 104. The wiring layer 106 is the active layer 1
The gate electrode 103 has an area Af that is at least 10 times as large as the area Ag of the gate electrode 103 on 08.

【0031】半導体基板101、ゲート絶縁膜102
a、ゲート電極103で形成される絶縁ゲート構造の特
性は、ゲート絶縁膜102aを流れるファウラ・ノルド
ハイム(FN)トンネル電流によって影響を受ける。
Semiconductor substrate 101, gate insulating film 102
a, the characteristics of the insulated gate structure formed by the gate electrode 103 are affected by the Fowler-Nordheim (FN) tunnel current flowing through the gate insulating film 102a.

【0032】図2(C)は、MOSキャパシタの電流電
圧特性を概略的に示す。横軸はMOSキャパシタに印加
される電圧をリニアスケールで示し、縦軸はMOSキャ
パシタを流れる電流を対数スケールで示す。印加電圧の
増大と共に、まずリーク電流IL が流れる。印加電圧が
ある値に達すると(ゲート絶縁膜中の電界がある程度強
度に達すると)、ゲート絶縁膜を貫通してトンネル電流
FNが流れるようになる。さらに印加電圧を増大する
と、ある電圧で電流は急激に増大し、絶縁破壊電流IB
が流れる。絶縁破壊電流IB が流れると、MOSキャパ
シタは破壊されるが、たとえこの絶縁破壊電流が流れな
くても、トンネル電流IFNが流れると、MOSキャパシ
タの特性は変化してしまう。トンネル電流がMOSキャ
パシタに与える影響は、流れた電流量に応じて増大す
る。
FIG. 2C schematically shows current-voltage characteristics of the MOS capacitor. The horizontal axis shows the voltage applied to the MOS capacitor on a linear scale, and the vertical axis shows the current flowing through the MOS capacitor on a logarithmic scale. A leak current I L first flows as the applied voltage increases. When the applied voltage reaches a certain value (the electric field in the gate insulating film reaches a certain level of strength), the tunnel current I FN flows through the gate insulating film. When the applied voltage is further increased, the current rapidly increases at a certain voltage, and the breakdown current I B
Flows. When the dielectric breakdown current I B flows, the MOS capacitor is destroyed, but even if this dielectric breakdown current does not flow, if the tunnel current I FN flows, the characteristics of the MOS capacitor change. The influence of the tunnel current on the MOS capacitor increases in accordance with the amount of current flowing.

【0033】図2(A)、(B)に示すようなアンテナ
構造を有する配線層をパターニングする際、被加工層1
06に入射する正電荷と負電荷のバランスが崩れると、
被加工層106のチャージアップが生じ得る。被加工層
106はゲート電極103に電気的に接続されており、
ゲート電極103と配線層106が半導体基板101に
対して電位差を有するようになる。
When patterning a wiring layer having an antenna structure as shown in FIGS.
When the balance between the positive charge and the negative charge incident on 06 is lost,
Charge-up of the processed layer 106 may occur. The processed layer 106 is electrically connected to the gate electrode 103,
The gate electrode 103 and the wiring layer 106 have a potential difference with respect to the semiconductor substrate 101.

【0034】配線層106は半導体基板101との間に
厚い酸化膜102、104を介して配置されているが、
ゲート電極103は薄いゲート絶縁膜102aのみを介
して半導体基板101と対向している。したがって、半
導体基板101と配線層106との間の電圧が増大して
いくと、専らゲート電極103と半導体基板101との
間でゲート絶縁膜102aを介してトンネル電流が流れ
ることになる。
The wiring layer 106 is disposed between the semiconductor substrate 101 and the thick oxide films 102 and 104,
The gate electrode 103 faces the semiconductor substrate 101 via only the thin gate insulating film 102a. Therefore, as the voltage between the semiconductor substrate 101 and the wiring layer 106 increases, a tunnel current flows exclusively between the gate electrode 103 and the semiconductor substrate 101 via the gate insulating film 102a.

【0035】真性ゲート電極の面積Agに比べ、配線層
106の面積Afの比(アンテナ比)が大きければ大き
いほど、ゲート絶縁膜102aを介して流れるトンネル
電流が増大することになる。したがって、アンテナ比の
大きい配線層を加工する際、入射する正負電荷量のバラ
ンスが崩れると、絶縁ゲート構造は容易にその性質を変
化させてしまう。
The tunnel current flowing through the gate insulating film 102a increases as the ratio (antenna ratio) of the area Af of the wiring layer 106 is larger than the area Ag of the intrinsic gate electrode. Therefore, when a wiring layer having a large antenna ratio is processed, if the balance of incident positive and negative charges is lost, the insulated gate structure easily changes its properties.

【0036】図2(D)は、ゲート配線層の加工プロセ
スを概略的に示す。ゲート配線層の加工は単一の配線を
加工するのみではなく、種々の配線を同時に加工する場
合が多い。層間絶縁膜104の全面上に形成された配線
層106上に、ホトレジストパターン110が形成さ
れ、このホトレジストパターン110をエッチングマス
クとして配線層106がエッチされる。
FIG. 2D schematically shows a process of processing the gate wiring layer. In the processing of the gate wiring layer, not only a single wiring is processed but also various wirings are often processed simultaneously. A photoresist pattern 110 is formed on the wiring layer 106 formed on the entire surface of the interlayer insulating film 104, and the wiring layer 106 is etched by using the photoresist pattern 110 as an etching mask.

【0037】エッチング工程初期においては、配線層1
06のいずれかの部分(たとえば、スクライブ領域)が
半導体基板101と電気的に接触していることが多い。
しかしながら、マイクロローディング効果によりパター
ン密度の高い領域においては、エッチング速度が低下す
る。したがって、パターン間隔の広い部分ではエッチン
グが終了しても、パターン間隔の狭い領域では未だ続行
する。
At the beginning of the etching process, the wiring layer 1
Often, any part of 06 (for example, a scribe region) is in electrical contact with the semiconductor substrate 101.
However, the etching rate decreases in the region where the pattern density is high due to the microloading effect. Therefore, even if the etching is completed in the part where the pattern interval is wide, it is still continued in the region where the pattern interval is narrow.

【0038】このような状態においては、図2(D)に
示すように、ゲート電極103に接続された配線層は周
囲の配線と接続され、その外側の配線とは電気的に分離
される状況が生じる。すなわち、図に示す配線層106
は電気的に分離され、ゲート電極103のみに接続され
る。このような状況で、配線層106に入射する正負電
荷量のアンバランスが生じると、配線層106は容易に
チャージアップする。
In such a state, as shown in FIG. 2D, the wiring layer connected to the gate electrode 103 is connected to the surrounding wiring and electrically separated from the wiring outside thereof. Occurs. That is, the wiring layer 106 shown in the figure
Are electrically isolated and connected only to the gate electrode 103. In such a situation, when the amount of positive and negative charges incident on the wiring layer 106 is unbalanced, the wiring layer 106 is easily charged up.

【0039】配線層106、したがってゲート電極10
3の電位が半導体基板101に対してある程度以上の電
位となると、ゲート絶縁膜102aを介してトンネル電
流が流れ出す。
The wiring layer 106, and hence the gate electrode 10
When the potential of 3 reaches a certain level or more with respect to the semiconductor substrate 101, a tunnel current starts flowing through the gate insulating film 102a.

【0040】図2(A)に示すような平坦な表面を有す
る配線層106は、入射する正電荷と負電荷の量が等し
ければ電荷のアンバランスは生じない。しかしながら、
図2(D)に示すように、ホトレジストパターンで覆わ
れた配線層の場合には、ホトレジストパターン110の
開口を介して配線層106に入射する正電荷と負電荷に
アンバランスが生じればチャージアップが生じてしま
う。
In the wiring layer 106 having a flat surface as shown in FIG. 2A, charge imbalance does not occur if the amounts of incident positive charges and negative charges are equal. However,
As shown in FIG. 2D, in the case of the wiring layer covered with the photoresist pattern, if the positive charge and the negative charge that enter the wiring layer 106 through the opening of the photoresist pattern 110 are unbalanced, the charge is charged. Up will occur.

【0041】したがって、平面上に入射する正電荷と負
電荷の量が等しくても、その角度分布が異なると、斜め
に入射する成分はホトレジストパターン110でトラッ
プされ易く、配線層106では垂直に入射する成分が多
い極性にチャージアップしてしまう。
Therefore, even if the amounts of positive and negative charges incident on the plane are equal, if the angular distributions are different, the obliquely incident components are likely to be trapped by the photoresist pattern 110, and are vertically incident on the wiring layer 106. Charges up to the polarity with many components.

【0042】図2(D)の場合、アンテナ比の基準とな
る配線層の面積Afは、ホトレジストパターン110の
開口に露出された部分の面積となる。アンテナ比の大き
な配線層を加工する場合には、ゲート絶縁膜102aに
増幅された電流が流れるため、容易に絶縁ゲート構造の
特性が変化してしまう。
In the case of FIG. 2D, the area Af of the wiring layer, which is the reference of the antenna ratio, is the area of the portion exposed in the opening of the photoresist pattern 110. When a wiring layer having a large antenna ratio is processed, an amplified current flows through the gate insulating film 102a, so that the characteristics of the insulated gate structure are easily changed.

【0043】図3は、このような観点に基づき、本発明
者らが作成した実験用サンプルの構成を概略的に示す。
図3(A)は、実験用サンプルの1単位の概略平面図を
示し、図3(B)は、その部分的概略断面図を示す。
FIG. 3 schematically shows the structure of an experimental sample prepared by the present inventors based on such a viewpoint.
FIG. 3 (A) shows a schematic plan view of one unit of the experimental sample, and FIG. 3 (B) shows a partial schematic sectional view thereof.

【0044】図3(A)に示すように、半導体基板表面
上に絶縁膜を介して導電パターン20を形成する。導電
パターン20は、薄いゲート酸化膜を介して半導体基板
と結合するゲート部分20aと、厚い酸化膜上に配置さ
れた広いアンテナ部分20bを有する。本発明者らは、
前述の観点に基づき、この導電パターン20の上にパタ
ーン間隔の異なる複数のレジストパターンを作成した。
As shown in FIG. 3A, a conductive pattern 20 is formed on the surface of the semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween. The conductive pattern 20 has a gate portion 20a coupled to the semiconductor substrate through a thin gate oxide film, and a wide antenna portion 20b arranged on the thick oxide film. We have
Based on the above viewpoint, a plurality of resist patterns having different pattern intervals were formed on the conductive pattern 20.

【0045】図3(B)は、実験用サンプルの断面構造
を概略的に示す。半導体基板1の表面上には酸化膜2が
形成されている。酸化膜2は、ゲート部分では薄いゲー
ト酸化膜2aであり、その他の部分では厚いフィールド
酸化膜2bである。
FIG. 3B schematically shows the sectional structure of the experimental sample. An oxide film 2 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1. The oxide film 2 is a thin gate oxide film 2a in the gate portion and a thick field oxide film 2b in the other portions.

【0046】この酸化膜2の上に、図3(A)で示した
ような導電パターン20が形成されている。導電パター
ン20の上には、ストライプ状の絶縁性レジストで形成
されたレジストパターン21を作成する。なお、導電パ
ターン20は酸化膜2の上で分離されており、半導体基
板1とは絶縁されている。
A conductive pattern 20 as shown in FIG. 3A is formed on the oxide film 2. A resist pattern 21 made of a stripe-shaped insulating resist is formed on the conductive pattern 20. The conductive pattern 20 is separated on the oxide film 2 and is insulated from the semiconductor substrate 1.

【0047】レジストパターン21のアスペクト比を変
化させた複数のサンプルを作成した。より具体的には、
レジストパターン21の存在しないアスペクト比0の試
料、アスペクト比0.7の試料およびアスペクト比約2
の試料を主に用いた。より具体的には、レジストパター
ンの幅および間隔は、それぞれ約0.7μmとし、その
高さを0.5μmおよび1.6μmに設定した。
A plurality of samples having different aspect ratios of the resist pattern 21 were prepared. More specifically,
A sample with an aspect ratio of 0 without the resist pattern 21, a sample with an aspect ratio of 0.7, and an aspect ratio of about 2
The sample was mainly used. More specifically, the width and interval of the resist pattern were set to about 0.7 μm, and the height was set to 0.5 μm and 1.6 μm.

【0048】なお、フィールド酸化膜2bで囲まれたゲ
ート酸化膜2aの寸法は、膜厚約8nm、面積1×1μ
mとし、アンテナ部分20bの面積は、約1×1mmと
設定した。すなわち、いわゆるアンテナ比は1,00
0,000である。
The gate oxide film 2a surrounded by the field oxide film 2b has a thickness of about 8 nm and an area of 1 × 1 μm.
m, and the area of the antenna portion 20b was set to about 1 × 1 mm. That is, the so-called antenna ratio is 100
It is 10,000.

【0049】レジストパターンを有さないアンテナ構造
およびフラットバンド電圧によって均一化したプラズマ
中に、これらのサンプルを投入し、その損傷の程度を測
定した。プラズマはECRプラズマとし、基板にrfバ
イアス2.3W/cm2 を印加した。
These samples were put into an antenna structure having no resist pattern and plasma homogenized by a flat band voltage, and the degree of damage was measured. The plasma was ECR plasma, and an rf bias of 2.3 W / cm 2 was applied to the substrate.

【0050】このように設定したプラズマにサンプルを
約30秒露出して損傷の程度を調べた。図4(A)の実
験結果のグラフに示すように、レジストパターンがない
アスペクト比0の場合には、MOSゲート酸化膜の破壊
はほとんど見られず、従来のプラズマの均一化による損
傷の防止を証明している。すなわち、別の言葉で言え
ば、均一なプラズマが発生しているといえる。
The sample was exposed to the plasma thus set for about 30 seconds to examine the degree of damage. As shown in the graph of the experimental results in FIG. 4A, when the aspect ratio is 0 without the resist pattern, almost no destruction of the MOS gate oxide film is observed, and the conventional plasma damage can be prevented by uniformization. Have proved. That is, in other words, it can be said that uniform plasma is generated.

【0051】ところが、アスペクト比を約0.7、約
2.0と増大するにつれ、ゲートの破壊率、すなわち損
傷の発生が著しく増大している。この現象は、いわゆる
均一プラズマによっては防止することのできない損傷の
存在を示している。
However, as the aspect ratio is increased to about 0.7 and about 2.0, the breakdown rate of the gate, that is, the occurrence of damage is remarkably increased. This phenomenon indicates the presence of damage that cannot be prevented by so-called uniform plasma.

【0052】図4(A)から明らかなように、従来の判
断基準によれば、不均一の問題がないプラズマによって
損傷現象が発生しており、しかも破壊率はレジストパタ
ーンの高さが高いほど大きくなっている。
As is clear from FIG. 4A, according to the conventional judgment criteria, the damage phenomenon is caused by the plasma having no problem of nonuniformity, and the destruction rate is higher as the height of the resist pattern is higher. It is getting bigger.

【0053】レジストパターンがない場合には、アンテ
ナ導体にはプラズマからイオンの正電荷と電子の負電荷
が等量到達していたと考えられる。これが従来の考えに
より、不均一がない場合に損傷が起こらないことの説明
となる。
If there is no resist pattern, it is considered that positive charges of ions and negative charges of electrons have reached the antenna conductor in equal amounts from the plasma. This explains the conventional idea that no damage occurs in the absence of non-uniformity.

【0054】ところが、レジストパターンが存在する場
合には、基板rfバイアスによってほぼ基板に垂直に加
速され、入射するイオンはアンテナ導体に到達するのに
対し、散乱されて横方向の速度成分が大きい電子の一部
分は、レジストパターンに衝突してアンテナ導体に到達
することができなくなるものと考えられる。
However, when the resist pattern exists, the substrate rf bias accelerates the beam substantially perpendicularly to the substrate, and the incident ions reach the antenna conductor, while the scattered ions are scattered and have a large lateral velocity component. It is considered that a part of the beam hits the resist pattern and cannot reach the antenna conductor.

【0055】この結果、正電荷が過剰にアンテナ導体に
入射し、接続しているMOSダイオードを破壊したもの
と考えられる。この電子遮蔽の程度は、レジストパター
ンが高いほど強くなると考えられ、図4(A)の実験結
果を合理的に説明することができるものと思われる。
As a result, it is considered that the positive charges excessively entered the antenna conductor and destroyed the connected MOS diode. It is considered that the degree of this electron shielding becomes stronger as the resist pattern becomes higher, and the experimental result of FIG. 4A can be reasonably explained.

【0056】この実験で用いたサンプルは、プラズマが
均一であっても配線層のエッチングが不均一な場合には
損傷を生じることを、実験的に明らかにするために設計
したものである。背景としては、以下のような本発明者
らの実験的発見がある。
The sample used in this experiment is designed to experimentally clarify that damage is caused when the etching of the wiring layer is non-uniform even if the plasma is uniform. The background is the following experimental findings of the present inventors.

【0057】すなわち、配線層のエッチングにおいて問
題となる損傷は、オーバーエッチング時間には依存しな
い部分が大きかった。また、エッチング初期においても
損傷は生じにくい。これらの事実は、エッチング終点直
前の一定期間に損傷が生じやすいことを示している。さ
らに、配線の間隔が狭いパターンでのみこの損傷が見ら
れた。
That is, the damage which is a problem in the etching of the wiring layer is large in the portion which does not depend on the over-etching time. Further, damage is unlikely to occur even in the initial stage of etching. These facts indicate that damage is likely to occur during a certain period immediately before the etching end point. Furthermore, this damage was observed only in the pattern in which the wiring interval was narrow.

【0058】アルミ合金のエッチングでは、間隔が狭い
パターンでエッチング速度が低下する、いわゆるマイク
ロローディング効果が存在する。このため、配線間隔の
狭い部分と配線間隔の広い部分が同時に存在するパター
ンをエッチングすると、配線間隔の広い部分において
は、エッチングが終了していても、配線間隔の狭い部分
には導体が残っていて、その導体がゲート電極に接続さ
れている場合が生じる。
In the etching of aluminum alloy, there is a so-called microloading effect in which the etching rate decreases in a pattern with a narrow interval. Therefore, when a pattern in which a portion with a narrow wiring interval and a portion with a large wiring distance are present at the same time is etched, conductors remain in the portion with a narrow wiring distance even if etching is completed in the portion with a large wiring distance. Then, the conductor may be connected to the gate electrode.

【0059】配線間隔の広い部分でエッチングが終了し
ているため、この導体は他の導体から電気的に分離され
ていることが多い。したがって、この導体に入射する電
荷量にアンバランスがあると、ゲート電極に過大な電圧
が印加されてしまう。
Since the etching is completed in the portion where the wiring interval is wide, this conductor is often electrically separated from other conductors. Therefore, if there is an imbalance in the amount of charges that enter this conductor, an excessive voltage will be applied to the gate electrode.

【0060】なお、エッチング初期のように、導体が基
板表面全体に広がっている状態においては、スクライブ
ライン等で導体と基板が接続されていることが多い。こ
のような場合、基板は導体と同電位に保たれ、ゲート絶
縁膜の上下に電位差が生じない。このような状況におい
ては、損傷は起こり得ない。
When the conductor is spread over the entire surface of the substrate as in the initial stage of etching, the conductor and the substrate are often connected by a scribe line or the like. In such a case, the substrate is kept at the same potential as the conductor, and there is no potential difference above and below the gate insulating film. In such a situation, no damage can occur.

【0061】なお、基板と導体が直接接続されていなく
ても、広い面積に亘って導体が広がっている場合には、
導体の電位は平均化され、基板電位との間に大きな電位
差が生じにくい。
Even if the conductor is not directly connected to the substrate, if the conductor is spread over a wide area,
The potentials of the conductors are averaged, and a large potential difference with the substrate potential is unlikely to occur.

【0062】図4(B)は、この状況を説明するための
概略図である。アルミ合金のエッチングでは、マスク間
隔が狭いパターンでエッチング速度が低下するいわゆる
マイクロローディング効果が存在する。このため、配線
間隔の狭い部分には導体が残っており、配線間隔の広い
部分では、導体がエッチング除去されてしまう状況が生
じる。
FIG. 4B is a schematic diagram for explaining this situation. In the etching of aluminum alloy, there is a so-called microloading effect in which the etching rate is reduced in a pattern having a narrow mask interval. Therefore, the conductor remains in the portion where the wiring interval is narrow, and the conductor is etched and removed in the portion where the wiring interval is wide.

【0063】このような状況においては、ゲート電極に
その周辺のいくつかの導体が接続され、離れた導体から
は電気的に分離される状態が発生する。図4(B)は、
このような状況を示す。
In such a situation, a state occurs in which some conductors around the gate electrode are connected to each other and are electrically separated from distant conductors. FIG. 4 (B) shows
This situation is shown.

【0064】半導体基板1の上に絶縁層2が形成され、
この絶縁層2の上にゲート電極層3が形成されている。
ゲート電極層3の表面は、層間絶縁膜4によって覆われ
ているが、ゲート電極層3の一部分上にビアホールが形
成され、このビアホールを介して配線層6が接続されて
いる。
The insulating layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1,
The gate electrode layer 3 is formed on the insulating layer 2.
Although the surface of the gate electrode layer 3 is covered with the interlayer insulating film 4, a via hole is formed on a part of the gate electrode layer 3, and the wiring layer 6 is connected through the via hole.

【0065】配線層6は、当初は基板表面全面に亘って
堆積されたが、ホトレジスト9をマスクとしたエッチン
グによってパターニングが進み、図示の状態において
は、ゲート電極層3に接続された部分およびその両隣り
の配線層のみが互いに接続されている。
The wiring layer 6 was initially deposited over the entire surface of the substrate, but patterning proceeded by etching using the photoresist 9 as a mask, and in the state shown in the drawing, the portion connected to the gate electrode layer 3 and its portion. Only the wiring layers on both sides are connected to each other.

【0066】ホトレジストパターン9a、9b、9c間
のパターン間隔は狭く、これらのホトレジスト層の外側
の部分においては、配線層6が消滅した後も、マイクロ
ローディング効果によりその間の配線層6は残存してい
る。
The pattern interval between the photoresist patterns 9a, 9b, 9c is narrow, and even after the wiring layer 6 disappears, the wiring layer 6 between the photoresist patterns 9a, 9b and 9c remains between the photoresist layers 9a, 9b and 9c due to the microloading effect. There is.

【0067】このような配線層6に対して、イオンの正
電荷10および電子の負電荷11が入射するが、電子は
散乱によって横方向成分を多く有する。このため、ホト
レジスト層9の側面に入射する電荷としては電子が多
く、この反作用として、配線層6に入射する電荷として
は、イオンの正電荷の方が多くなる。
Positive charges 10 of ions and negative charges 11 of electrons are incident on such a wiring layer 6, but the electrons have many lateral components due to scattering. Therefore, many electrons are incident on the side surface of the photoresist layer 9, and as a reaction to this, the positive charges of ions are greater than the charges incident on the wiring layer 6.

【0068】このため、配線層6に接続されたゲート電
極層3には正電荷が多く流入し、ゲート電極層3は正極
性に荷電してしまう。荷電による電位が所定値を越える
と、ゲート絶縁膜2aを介するトンネル電流や絶縁降伏
放電が開始され、ゲート絶縁膜2aが破壊されてしま
う。
Therefore, a large amount of positive charges flow into the gate electrode layer 3 connected to the wiring layer 6, and the gate electrode layer 3 is positively charged. When the potential due to charging exceeds a predetermined value, tunnel current or insulation breakdown discharge through the gate insulating film 2a is started, and the gate insulating film 2a is destroyed.

【0069】図4(A)に示す実験結果は、このような
事情を説明しているものと考えられる。実験用サンプル
の構造は、簡単化のために、図3に示すような構成とさ
れている。3種類のサンプルの構成を図5により詳細に
示す。
The experimental results shown in FIG. 4A are considered to explain such a situation. The structure of the experimental sample is configured as shown in FIG. 3 for simplification. The configurations of the three types of samples are shown in more detail in FIG.

【0070】図5(A)は、アスペクト比0の場合を示
す。半導体基板1の上に、ゲート絶縁膜2aおよびその
周囲のフィールド絶縁膜2bが形成され、その上にゲー
ト電極層20が形成されている。ゲート電極層20の上
にはホトレジスト層は形成されず、アスペクト比は0で
ある。
FIG. 5A shows the case where the aspect ratio is 0. A gate insulating film 2a and a field insulating film 2b around the gate insulating film 2a are formed on the semiconductor substrate 1, and a gate electrode layer 20 is formed thereon. No photoresist layer is formed on the gate electrode layer 20, and the aspect ratio is 0.

【0071】図5(B)は、同様の構成のゲート電極層
20の上にパターン間隔0.7μm、パターン幅0.7
μmのストライプ状レジストパターン21が形成されて
いる。レジストパターンの高さは0.5μmであり、ア
スペクト比は約0.7である。
In FIG. 5B, a pattern interval of 0.7 μm and a pattern width of 0.7 are formed on the gate electrode layer 20 having the same structure.
A stripe-shaped resist pattern 21 of μm is formed. The height of the resist pattern is 0.5 μm, and the aspect ratio is about 0.7.

【0072】図5(C)は、図5(B)と同様のレジス
トパターンが形成されているが、そのレジストパターン
の高さが1.6μmに設定されている。レジストパター
ン間隔およびパターン幅は、図5(B)と同様、それぞ
れ0.7μmである。したがって、アスペクト比は約2
となる。
In FIG. 5C, a resist pattern similar to that of FIG. 5B is formed, but the height of the resist pattern is set to 1.6 μm. The resist pattern interval and the pattern width are each 0.7 μm, as in FIG. 5B. Therefore, the aspect ratio is about 2
Becomes

【0073】図5(D)は、レジストパターンから露出
しているゲート電極層20の形状を概略的に示す。この
ようなサンプル表面上にイオンおよび電子がプラズマ状
態で存在し、正電荷のイオンは表面にほぼ垂直に入射
し、負電荷の電子は斜め方向に入射するものとする。
FIG. 5D schematically shows the shape of the gate electrode layer 20 exposed from the resist pattern. It is assumed that ions and electrons are present in a plasma state on such a sample surface, positively charged ions are incident on the surface almost perpendicularly, and negatively charged electrons are incident obliquely.

【0074】すると、図5(A)のアスペクト比0の場
合には、ゲート電極層20に等量のイオンおよび電子が
入射するが、図5(B)、(C)の場合には、斜め方向
に入射する電子はレジストパターン21の側面に一部が
入射し、そこでトラップされてしまう。
Then, when the aspect ratio is 0 in FIG. 5A, the same amount of ions and electrons are incident on the gate electrode layer 20, but in the cases of FIGS. 5B and 5C, it is oblique. A part of the electrons incident in the direction enter the side surface of the resist pattern 21 and are trapped there.

【0075】これに対し、レジストパターン21表面上
の開口部を通った正電荷のイオンは、ほぼ垂直方向に進
むため、ゲート電極層20にほぼそのまま入射する。し
たがって、ゲート電極層20に入射する電荷量としては
正電荷の方が多くなる。
On the other hand, the positively charged ions that have passed through the openings on the surface of the resist pattern 21 travel in a substantially vertical direction, and thus enter the gate electrode layer 20 almost as they are. Therefore, the positive charge is larger in the amount of charge incident on the gate electrode layer 20.

【0076】レジストパターン21の高さが高くなるほ
ど、その側面がトラップする負電荷の量が多くなり、ゲ
ート電極層20に入射する電荷量としては正電荷の量が
多くなる。
As the height of the resist pattern 21 increases, the amount of negative charges trapped on the side surface increases, and the amount of positive charges incident on the gate electrode layer 20 also increases.

【0077】このように、パターン間隔が約1μm以下
となる微細パターンにおいては、平面内でのプラズマが
均一であっても、プラズマ内の電荷の運動方向に異方性
があると、レジストパターンに覆われた導電層のエッチ
ングにおいては、入射電荷量のアンバランスが生じてし
まう。
As described above, in a fine pattern having a pattern interval of about 1 μm or less, even if the plasma is uniform in the plane, if the movement direction of the electric charge in the plasma is anisotropic, the resist pattern is formed. In the etching of the covered conductive layer, an imbalance in the amount of incident charges occurs.

【0078】なお、以上の実験においては、ストライプ
状のパターンを用いたが、電子の遮蔽によって正電荷過
剰を生じ、損傷に繋がる機構は、このような場合に限定
されない。図6は、実験により損傷が認められ、その機
構として上記実験結果を類推適用できる他の状況の例を
示す。
In the above experiment, a striped pattern was used, but the mechanism that causes excess positive charge due to electron blocking and leads to damage is not limited to such a case. FIG. 6 shows an example of another situation in which damage is recognized by an experiment, and the above experimental results can be analogically applied as the mechanism.

【0079】図6(A)は、コンタクトホールのエッチ
ング工程を示す。ゲート電極層20が層間絶縁膜22で
覆われ、その上にレジストパターン24が形成されてい
る。コンタクトホールのエッチングにおいては、エッチ
ング対象物が層間絶縁膜22であり、配線層20が露出
した時点でエッチングは終了するが、ゲート電極層20
は電気的に分離されていることが多い。
FIG. 6A shows a contact hole etching process. The gate electrode layer 20 is covered with an interlayer insulating film 22, and a resist pattern 24 is formed thereon. In the etching of the contact hole, the etching target is the interlayer insulating film 22, and the etching ends when the wiring layer 20 is exposed.
Are often electrically isolated.

【0080】ゲート電極層20が部分的に露出した状況
ではエッチングが継続しており、上部からゲート電極層
20に入射する電荷にアンバランスがあると、ゲート電
極層20に過大な電位が生じてしまう。
When the gate electrode layer 20 is partially exposed, etching continues, and if there is an imbalance in the charges that enter the gate electrode layer 20 from above, an excessive potential is generated in the gate electrode layer 20. I will end up.

【0081】図6(B)は、コンタクトホールのプラズ
マクリーニングの工程を示す。図6(A)に示すような
コンタクトホールエッチングによって形成されたコンタ
クトホールに、金属等の配線層を埋め込む直前に、コン
タクトホール内をプラズマでクリーニングする。
FIG. 6B shows a process of plasma cleaning the contact hole. Immediately before embedding a wiring layer of metal or the like in the contact hole formed by etching the contact hole as shown in FIG. 6A, the inside of the contact hole is cleaned with plasma.

【0082】この状況においては、ゲート電極層20は
コンタクトホール内で露出しており、コンタクトホール
の周囲は層間絶縁膜22によって囲まれている。コンタ
クトホール上部からゲート電極層20に入射する正、負
電荷にアンバランスが生じる場合、図6(A)の場合と
同様、ゲート電極層20に過大な電位が発生してしま
う。
In this situation, the gate electrode layer 20 is exposed in the contact hole, and the periphery of the contact hole is surrounded by the interlayer insulating film 22. When the positive and negative charges entering the gate electrode layer 20 from the upper part of the contact hole are unbalanced, an excessive potential is generated in the gate electrode layer 20, as in the case of FIG.

【0083】このように、プラズマエッチングのマスク
として絶縁物を用い、プラズマ中の正電荷と負電荷の速
度方向分布が異なるプラズマを用いてエッチングを行な
うと、半導体装置に損傷が生じることが判った。したが
って、損傷の防止対策として、図1に示すような方法が
考えられる。
As described above, it has been found that the semiconductor device is damaged when the insulating material is used as the plasma etching mask and the etching is performed using the plasma in which the positive and negative charges in the plasma have different velocity distributions. . Therefore, as a measure for preventing damage, the method shown in FIG. 1 can be considered.

【0084】図1(A)は、エッチングマスクとして導
電性材料を用いる場合を示す。Si基板1の表面上に
は、ゲート絶縁膜2a、フィールド絶縁膜2bを含むS
iO2 等の絶縁膜2が形成されており、その上にゲート
電極層3が形成されている。ゲート電極層3表面は、層
間絶縁膜4によって覆われている。
FIG. 1A shows the case where a conductive material is used as an etching mask. On the surface of the Si substrate 1, S including the gate insulating film 2a and the field insulating film 2b is formed.
An insulating film 2 such as iO 2 is formed, and a gate electrode layer 3 is formed thereon. The surface of the gate electrode layer 3 is covered with the interlayer insulating film 4.

【0085】層間絶縁膜4にはコンタクトホール5が形
成され、ゲート電極層3が露出する。配線層6は、コン
タクトホール5内のゲート電極層3に接続し、層間絶縁
膜4上に形成される。
A contact hole 5 is formed in the interlayer insulating film 4 and the gate electrode layer 3 is exposed. The wiring layer 6 is connected to the gate electrode layer 3 in the contact hole 5 and is formed on the interlayer insulating film 4.

【0086】配線層6の上には、導電性マスク層として
アモルファスカーボン(a−C)層7が形成される。a
−C層7の上に、レジスト層を塗布し、パターニングす
ることによってレジストマスクを形成する。このレジス
トマスクをエッチングマスクとしてa−C層7がパター
ニングされる。少なくともエッチング終期においては、
a−C層7上のレジスト層は除去され、a−C層が露出
される。
An amorphous carbon (aC) layer 7 is formed as a conductive mask layer on the wiring layer 6. a
A resist layer is applied on the C layer 7 and patterned to form a resist mask. Using the resist mask as an etching mask, the aC layer 7 is patterned. At least at the end of etching,
The resist layer on the aC layer 7 is removed and the aC layer is exposed.

【0087】このエッチングマスクは導電性を有するた
め、エッチングマスクに入射した電荷も全て配線層6に
流れることができる。したがって、均一性のあるプラズ
マを用いる限り、配線層6、a−C層7に入射する正電
荷と負電荷のバランスをとることができる。
Since this etching mask has conductivity, all the charges incident on the etching mask can also flow to the wiring layer 6. Therefore, as long as uniform plasma is used, the positive charges and the negative charges incident on the wiring layer 6 and the aC layer 7 can be balanced.

【0088】図1(B)は、エッチングマスクとして絶
縁マスク13を用いるが、その厚さを所定条件に選定す
る場合を示す。絶縁マスク13は、パターン間の開口部
8と比べ、その厚さが薄く、より具体的には1/2以下
に設定されている。したがって、電子11が斜め方向に
パターン入射しても、絶縁マスク13に入射する確率は
著しく低い。
FIG. 1B shows a case where the insulating mask 13 is used as an etching mask, and the thickness thereof is selected as a predetermined condition. The insulating mask 13 is thinner than the openings 8 between the patterns, and more specifically, it is set to ½ or less. Therefore, even if the electron 11 is obliquely incident on the pattern, the probability that the electron 11 is incident on the insulating mask 13 is extremely low.

【0089】図1(C)は、プラズマ条件自身を調整
し、正電荷と負電荷が等しく、垂直方向に入射する場合
を示す。配線層6上に、従来通りのレジストマスク9を
形成し、エッチングを行なっても、イオン10および電
子11が等量垂直方向に入射すれば、配線層6のチャー
ジアップは生ぜず、損傷を防止することができる。
FIG. 1C shows a case where the plasma condition itself is adjusted so that the positive charge and the negative charge are equal and the light is incident in the vertical direction. Even if the conventional resist mask 9 is formed on the wiring layer 6 and etching is performed, if the ions 10 and the electrons 11 are incident in the same amount in the vertical direction, charge-up of the wiring layer 6 does not occur and damage is prevented. can do.

【0090】イオンおよび電子を垂直方向に等量入射さ
せるためには、まず従来と同様の均一のプラズマを発生
させ、さらにrfバイアスを1MHz以下の低い周波数
にすることが効果的である。さらに、拡散磁場と補助磁
場でカスプ磁場を形成すると有効である。また、拡散磁
場と補助磁場を用い、ミラー磁場を形成することも有効
である。
In order to make equal amounts of ions and electrons incident in the vertical direction, it is effective to first generate a uniform plasma as in the conventional case and further set the rf bias to a low frequency of 1 MHz or less. Furthermore, it is effective to form a cusp magnetic field with the diffusion magnetic field and the auxiliary magnetic field. It is also effective to form a mirror magnetic field using a diffusion magnetic field and an auxiliary magnetic field.

【0091】図1(D)は、エッチング終期においても
ゲート電極またはゲート電極に接続する配線層が基板か
ら電気的に分離されにくくする構成を示す。配線層6
は、基板コンタクト等においてSi基板1の上に直接形
成されており、接地配線等を構成している。この場合、
ゲート電極層3と配線層6が切り離されてしまうと損傷
が生じ得る。
FIG. 1D shows a structure in which the gate electrode or the wiring layer connected to the gate electrode is hard to be electrically separated from the substrate even at the end of etching. Wiring layer 6
Is directly formed on the Si substrate 1 at a substrate contact or the like and constitutes a ground wiring or the like. in this case,
If the gate electrode layer 3 and the wiring layer 6 are separated, damage may occur.

【0092】マイクロローディング効果により、パター
ン間隔の狭い部分ではエッチングは終了せず、パターン
間隔の広い部分ではエッチングが終了する現象を積極的
に利用する。すなわち、スクライブライン等で基板に直
接接続している配線層6とゲート電極層3とは、全て一
定の狭いパターン間隔によって結合されるようにする。
Due to the micro-loading effect, the phenomenon that the etching is not finished in the portion where the pattern interval is narrow and the etching is finished in the portion where the pattern interval is wide is positively utilized. That is, the wiring layer 6 and the gate electrode layer 3 which are directly connected to the substrate by the scribe line or the like are all coupled to each other with a constant narrow pattern interval.

【0093】中間に広い面積の間隔が存在する場合に
は、その間隔内にダミー配線を形成し、広いパターン間
隔が生じないようにする。以下、これらの方法をより具
体的に説明する。
When there is a wide space in the middle, dummy wirings are formed within the space to prevent wide pattern space. Hereinafter, these methods will be described more specifically.

【0094】図7(A)〜(D)、図8(A)〜(D)
は、本発明の実施例による半導体装置の製造方法の主要
工程を示す断面図である。図7(A)は、Si基板1の
上に酸化膜2を形成する工程を示す。たとえば、Si基
板1の表面を約5nm酸化した後、その上に厚さ約11
5nmの窒化シリコン膜を堆積し、パターニングしてフ
ィールド酸化膜を形成しない領域上にのみ窒化シリコン
膜を残す。
7A to 7D and 8A to 8D.
FIG. 6A is a cross-sectional view showing the main steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an example of the present invention. FIG. 7A shows a step of forming the oxide film 2 on the Si substrate 1. For example, after oxidizing the surface of the Si substrate 1 by about 5 nm, a thickness of about 11
A 5 nm silicon nitride film is deposited and patterned to leave the silicon nitride film only on the regions where the field oxide film is not formed.

【0095】必要に応じ、ウェルを形成する不純物をイ
オン注入により導入し、熱拡散させる。また、チャネル
ストップ不純物をイオン注入する。パターニングした窒
化シリコン膜を耐酸化マスクとし、水素燃焼酸化による
選択酸化法で厚さ約350nmのフィールド酸化膜2b
を形成する。その後、耐酸化マスクとして用いた窒化シ
リコン膜を除去する。
If necessary, impurities for forming wells are introduced by ion implantation and thermally diffused. Further, channel stop impurities are ion-implanted. The patterned silicon nitride film is used as an oxidation resistant mask, and the field oxide film 2b having a thickness of about 350 nm is formed by a selective oxidation method by hydrogen combustion oxidation.
To form. Then, the silicon nitride film used as the oxidation resistant mask is removed.

【0096】次に、ドライ酸素中で活性領域に厚さ約1
5nmの犠牲酸化膜を形成し、MOSトランジスタの閾
値(VTH)制御用の不純物をイオン注入する。次に、
希HF水溶液で犠牲酸化膜を除去する。露出した活性領
域のSi基板上に厚さ約8nmのゲート酸化膜2aをド
ライ酸素雰囲気中の酸化で形成する。このようにして、
図7(A)に示す酸化膜が形成される。
Next, the active region is formed to a thickness of about 1 in dry oxygen.
A 5 nm sacrificial oxide film is formed, and an impurity for controlling the threshold value (VTH) of the MOS transistor is ion-implanted. next,
The sacrificial oxide film is removed with a dilute HF aqueous solution. A gate oxide film 2a having a thickness of about 8 nm is formed on the exposed Si substrate in the active region by oxidation in a dry oxygen atmosphere. In this way
The oxide film shown in FIG. 7A is formed.

【0097】図7(B)に示すように、酸化膜2の上に
ゲート電極層を形成し、パターニングしてゲート電極3
を作成する。より詳細に述べると、たとえば非晶質シリ
コン膜を厚さ約50nm、タングステンシリサイド膜を
厚さ約150nmCVDにより積層する。このようにし
て形成したゲート電極膜に不純物をイオン注入し、ゲー
ト電極膜を形成する。ゲート電極膜上に減圧CVDによ
り厚さ約60nmのキャップ酸化膜を形成し、キャップ
酸化膜とゲート電極膜を一緒にパターニングしてゲート
電極3を形成する。
As shown in FIG. 7B, a gate electrode layer is formed on the oxide film 2 and patterned to form the gate electrode 3.
To create. More specifically, for example, an amorphous silicon film having a thickness of about 50 nm and a tungsten silicide film having a thickness of about 150 nm are stacked by CVD. Impurities are ion-implanted into the gate electrode film thus formed to form a gate electrode film. A cap oxide film having a thickness of about 60 nm is formed on the gate electrode film by low pressure CVD, and the cap oxide film and the gate electrode film are patterned together to form the gate electrode 3.

【0098】ゲート電極3をパターニングした後、不純
物をイオン注入し、図中ゲート電極の前後に配置される
ソース/ドレイン(S/D)領域に不純物を導入し、S
/D領域を作成する。
After patterning the gate electrode 3, impurities are ion-implanted to introduce the impurities into the source / drain (S / D) regions arranged before and after the gate electrode in the figure, and S
Create a / D area.

【0099】なお、S/D領域を作成する際、まず不純
物を軽くイオン注入することによってLDD領域を作成
し、酸化膜を減圧CVDで成長し、異方性エッチングを
行なってサイドウォールスペーサを形成した後、S/D
領域形成用の不純物をさらにイオン注入して、たとえば
1000℃のラピッドサーマルアニール(RTA)で不
純物を活性化してS/D領域を形成してもよい。
When forming the S / D region, first, an LDD region is formed by lightly ion-implanting impurities, an oxide film is grown by low pressure CVD, and anisotropic etching is performed to form a sidewall spacer. And then S / D
The S / D region may be formed by further ion-implanting an impurity for forming a region and activating the impurity by rapid thermal annealing (RTA) at 1000 ° C., for example.

【0100】また、電極の抵抗を下げるために、必要に
応じ、メタルシリサイドを自己整合形成(サリサイド)
してもよい。たとえば、Ti膜を約30nm堆積し、熱
処理で活性領域のSiと反応させ、TiSi層を形成し
てもよい。
Further, in order to reduce the resistance of the electrode, metal silicide is formed in a self-aligned manner (salicide), if necessary.
You may. For example, a Ti film may be deposited to a thickness of about 30 nm and reacted with Si in the active region by heat treatment to form a TiSi layer.

【0101】このようにしてゲート電極3を形成した
後、CVDにより層間絶縁膜4を形成する。層間絶縁膜
としては、プラズマCVDで形成した窒化酸化シリコン
膜とスピンオングラス(SOG)膜の複合膜等を用いる
ことができる。
After forming the gate electrode 3 in this manner, the interlayer insulating film 4 is formed by CVD. As the interlayer insulating film, a composite film of a silicon nitride oxide film formed by plasma CVD and a spin-on-glass (SOG) film or the like can be used.

【0102】図7(C)に示すように、層間絶縁膜4の
上に、レジスト膜9aを形成し、露光現像してコンタク
トホール形成用の開口5aを作成する。レジスト膜9a
をエッチングマスクとし、層間絶縁膜4をエッチングす
ることにより、層間絶縁膜4を貫通し、ゲート電極3を
露出するコンタクトホール5を形成する。その後、レジ
スト膜9aはアッシング等により除去する。
As shown in FIG. 7C, a resist film 9a is formed on the interlayer insulating film 4 and exposed and developed to form an opening 5a for forming a contact hole. Resist film 9a
Is used as an etching mask to etch the interlayer insulating film 4 to form a contact hole 5 penetrating the interlayer insulating film 4 and exposing the gate electrode 3. After that, the resist film 9a is removed by ashing or the like.

【0103】図7(D)に示すように、コンタクトホー
ル5を形成した層間絶縁膜4の上に、たとえばスパッタ
リングにより配線層6を堆積する。配線層6は、たとえ
ば厚さ約20nmのTi層、厚さ約50nmのTiN層
の積層からなるバリアメタル上に厚さ約1μmのAl層
をスパッタリングで成膜した積層で形成する。配線層6
の上に、アモルファスカーボン(a−C)膜7をスパッ
タリングまたはプラズマエンハーンスドCVDにより成
膜する。
As shown in FIG. 7D, a wiring layer 6 is deposited on the interlayer insulating film 4 having the contact holes 5 formed therein by, for example, sputtering. The wiring layer 6 is formed by stacking an Al layer having a thickness of about 1 μm by sputtering on a barrier metal composed of, for example, a Ti layer having a thickness of about 20 nm and a TiN layer having a thickness of about 50 nm. Wiring layer 6
An amorphous carbon (a-C) film 7 is formed on the above by sputtering or plasma enhanced CVD.

【0104】図7(D)の構造においては、Si基板1
の表面上に活性領域を画定するフィールド酸化膜2bが
形成され、活性領域のチャネル領域上にはゲート酸化膜
2aが形成されている。ゲート電極層3は、ゲート酸化
膜2a上からフィールド酸化膜2b上にまで延在するよ
うに形成されている。しかしながら、この段階において
は、ゲート電極層3のアンテナ比は未だ低い値を有す
る。
In the structure of FIG. 7D, the Si substrate 1
A field oxide film 2b that defines an active region is formed on the surface of, and a gate oxide film 2a is formed on the channel region of the active region. Gate electrode layer 3 is formed to extend from above gate oxide film 2a to above field oxide film 2b. However, at this stage, the antenna ratio of the gate electrode layer 3 still has a low value.

【0105】ゲート電極3の紙面垂直方向両側には、ソ
ース領域およびドレイン領域が形成され、MOSトラン
ジスタが形成されている。コンタクトホール5を介して
ゲート電極3に接続された配線層6は、基板全面上に形
成され、10以上の大きなアンテナ比を有する。配線層
6をパターニングした後においても、配線の長さによっ
てはアンテナ比は極めて高い値を有する。アンテナ比
は、たとえば100以上、場合によっては1000以
上、時には10000以上となる。a−C層7は、たと
えば厚さ約0.2μmを有し、チャージアップに関して
は十分導電体と見なすことができる。
A source region and a drain region are formed on both sides of the gate electrode 3 in the direction perpendicular to the plane of the drawing, and a MOS transistor is formed. The wiring layer 6 connected to the gate electrode 3 through the contact hole 5 is formed on the entire surface of the substrate and has a large antenna ratio of 10 or more. Even after patterning the wiring layer 6, the antenna ratio has an extremely high value depending on the length of the wiring. The antenna ratio is, for example, 100 or more, sometimes 1000 or more, and sometimes 10,000 or more. The aC layer 7 has a thickness of, for example, about 0.2 μm, and can be regarded as a sufficiently conductive material with respect to charge-up.

【0106】次に、図8(A)に示すように、a−C層
7の上に、レジスト層9を塗布し、露光、現像すること
によってレジストパターンが形成されている。レジスト
パターンは、最小パターン間隔が約0.8μmである。
Next, as shown in FIG. 8A, a resist layer 9 is applied on the aC layer 7, and exposed and developed to form a resist pattern. The resist pattern has a minimum pattern interval of about 0.8 μm.

【0107】図8(B)に示すように、このレジストパ
ターン9をエッチングマスクとして、CF4 を含むプラ
ズマによってa−C層7を選択的にエッチングする。a
−C層7のエッチング終了後、塩素を含むプラズマでア
ルミ合金の配線層6を約0.9μm程度エッチングす
る。
As shown in FIG. 8B, using the resist pattern 9 as an etching mask, the aC layer 7 is selectively etched by plasma containing CF 4 . a
-After the etching of the C layer 7, the wiring layer 6 of aluminum alloy is etched by about 0.9 μm with plasma containing chlorine.

【0108】この段階では、配線層6はエッチされた部
分においても約0.1μm残っており、基板1上で全て
接続された状態を保持している。したがって、たとえ局
所的に配線層6に入射する正電荷と負電荷のアンバラン
スが生じても、配線層6全体の電位は安定に保たれる。
At this stage, the wiring layer 6 remains about 0.1 μm even in the etched portion, and maintains the connected state on the substrate 1. Therefore, even if the positive charge and the negative charge that locally enter the wiring layer 6 are unbalanced, the potential of the entire wiring layer 6 is kept stable.

【0109】配線層6の大部分をエッチングした後、酸
素のプラズマダウンフローによってレジスト層9を除去
する。酸素のプラズマダウンフローはエッチングの選択
性に優れ、レジスト層9をエッチングし、かつa−C層
7をエッチせずに残すことができる。
After etching most of the wiring layer 6, the resist layer 9 is removed by plasma downflow of oxygen. The oxygen plasma downflow has excellent etching selectivity, and can etch the resist layer 9 and leave the aC layer 7 without etching.

【0110】次に、図8(C)に示すように、a−C層
7をエッチングマスクとして、配線層6のエッチングを
継続する。たとえば、塩素を含むプラズマで配線層6の
エッチングを完了させる。
Next, as shown in FIG. 8C, the wiring layer 6 is continuously etched using the aC layer 7 as an etching mask. For example, etching of the wiring layer 6 is completed with plasma containing chlorine.

【0111】図8(C)に示す状態においては、配線層
6の上を覆うエッチングマスクは、導電性のa−C層7
であり、a−C層7に入射した電荷も配線層6に流れる
ことができる。プラズマの均一性が保たれていれば、配
線層6およびゲート電極層3における電荷の蓄積は生じ
ない。
In the state shown in FIG. 8C, the etching mask covering the wiring layer 6 is made of the conductive aC layer 7
Therefore, the charges incident on the aC layer 7 can also flow to the wiring layer 6. If the uniformity of plasma is maintained, no charge is accumulated in the wiring layer 6 and the gate electrode layer 3.

【0112】配線層6エッチング完了後、酸素プラズマ
を用いてa−C層7を除去する。図8(D)は、このよ
うにしてエッチングを完了した配線層6a、6bの状態
を示す。
After the completion of etching the wiring layer 6, the aC layer 7 is removed using oxygen plasma. FIG. 8D shows a state of the wiring layers 6a and 6b which have been etched in this way.

【0113】図8(B)に示すエッチング工程において
は、レジスト層9に入射する電子が遮蔽されることによ
り、配線層6およびゲート電極層3に入射する電荷量の
アンバランスが生じ得るが、配線層6が基板全面上で接
続されているため、局所的なアンバランスは全体として
平均化され、中和される。
In the etching process shown in FIG. 8B, the electrons incident on the resist layer 9 are blocked, so that an imbalance in the amount of charges incident on the wiring layer 6 and the gate electrode layer 3 may occur. Since the wiring layer 6 is connected over the entire surface of the substrate, the local imbalance is averaged and neutralized as a whole.

【0114】このためには、図8(B)に示すエッチン
グは、損傷を生じない。ただし、マスク間隔の広い部分
で配線層6のエッチングが終了すると、配線層6が各パ
ターンで分離され、チャージアップが生じるようにな
る。したがって、図8(B)のエッチングは配線層6が
分断化される前に停止する必要がある。
For this reason, the etching shown in FIG. 8B does not cause damage. However, when the etching of the wiring layer 6 is completed in the portion where the mask interval is wide, the wiring layer 6 is separated by each pattern, and charge-up occurs. Therefore, the etching of FIG. 8B needs to be stopped before the wiring layer 6 is divided.

【0115】エッチング終期においては、図8(C)の
状態となるため、a−C層7に側面から電子が入射して
も、その電子はa−C層7を通過して配線層6に達し、
配線層6に入射されるイオンを中和する。
At the end of etching, the state shown in FIG. 8C is obtained. Therefore, even if electrons are incident on the aC layer 7 from the side surface, the electrons pass through the aC layer 7 and reach the wiring layer 6. Reached
Ions that enter the wiring layer 6 are neutralized.

【0116】このように、エッチング用補助マスクとし
て導電性のa−C層を用いることにより、絶縁マスクの
電子遮蔽による損傷を防止することができる。なお、a
−C層を10mTorr、1.5kWの条件でスパッタ
リングし、厚さ約0.5μmに成長し、その抵抗率を測
定したところ、約0.25Ωcmであった。
As described above, by using the conductive aC layer as the auxiliary mask for etching, it is possible to prevent the insulating mask from being damaged by electron blocking. Note that a
The -C layer was sputtered under the conditions of 10 mTorr and 1.5 kW to grow to a thickness of about 0.5 μm, and its resistivity was measured to be about 0.25 Ωcm.

【0117】プラズマからの荷電粒子による電流は、1
0mA/cm2 程度であり、瞬時の最大値を考えても1
A/cm2 程度と考えられる。したがって、このような
抵抗率を有するa−C層をマスクとした場合、膜厚を1
μmとしても膜厚方向の電位差は精々25μVとなり、
損傷を十分防止できる。
The current due to charged particles from the plasma is 1
It is about 0 mA / cm 2 , which is 1 even considering the instantaneous maximum value.
It is considered to be about A / cm 2 . Therefore, when the aC layer having such a resistivity is used as a mask, the film thickness is 1
Even if it is μm, the potential difference in the film thickness direction is 25 μV at best,
It can prevent damage sufficiently.

【0118】さらに、ゲート絶縁膜が損傷を受けないた
めには、1Vの桁の電位差がないようにすればよいの
で、1μm厚で使用するとして抵抗率104 Ωcm程度
以下の導電性膜であれば導電性マスクとして使用でき
る。
Further, in order to prevent the gate insulating film from being damaged, it suffices that there is no potential difference on the order of 1 V. Therefore, even if it is a conductive film having a resistivity of about 10 4 Ωcm or less, it is used at a thickness of 1 μm. For example, it can be used as a conductive mask.

【0119】なお、レジストパターンの厚さを減少し、
エッチング中にレジストパターンが消滅して自動的に導
電性パターンを露出する方法も考えられるが、パターン
精度維持の面からは好ましくない。
Incidentally, by reducing the thickness of the resist pattern,
A method may be considered in which the resist pattern disappears during etching and the conductive pattern is automatically exposed, but this is not preferable from the viewpoint of maintaining pattern accuracy.

【0120】すなわち、エッチング中にはエッチングマ
スクの上端部において横方向エッチングが生じ、いわゆ
るファセットが発生する。レジストパターンが消滅する
までエッチングを継続するとファセットが後退し、レジ
ストパターンが変化してしまう。
That is, during etching, lateral etching occurs at the upper end of the etching mask, and so-called facets occur. If etching is continued until the resist pattern disappears, the facets recede and the resist pattern changes.

【0121】図8においては、エッチングの主要部、特
に前半部はエッチングマスクとしてレジストマスクを用
いてエッチングを行なったが、導電性マスクが十分な厚
さを有している場合には、エッチング開始前にレジスト
マスクを除去することもできる。
In FIG. 8, the main part of the etching, particularly the first half, was etched using a resist mask as an etching mask. However, when the conductive mask has a sufficient thickness, the etching is started. It is also possible to remove the resist mask before.

【0122】図9は、本発明の他の実施例による半導体
装置の製造方法を示す。図9(A)において、図8
(A)の場合と同様、アルミ合金等の配線層6の上にa
−C層7が成膜されている。本実施例においては、a−
C層7の厚さを約0.7μmに設定している。他の部分
の構成は図8(A)と同様である。
FIG. 9 shows a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 9 (A), FIG.
As in the case of (A), a is placed on the wiring layer 6 of aluminum alloy or the like.
The -C layer 7 is formed. In the present embodiment, a-
The thickness of the C layer 7 is set to about 0.7 μm. The structure of the other parts is similar to that of FIG.

【0123】図9(B)に示すように、レジストマスク
9を用いてa−C層7をCF4 を含むプラズマによって
選択的にエッチングする。その後、レジストマスク9は
酸素のプラズマダウンフローによって除去する。図9
(B)がこの状態を示す。
As shown in FIG. 9B, using the resist mask 9, the aC layer 7 is selectively etched by plasma containing CF 4 . After that, the resist mask 9 is removed by oxygen plasma downflow. Figure 9
(B) shows this state.

【0124】次に、図9(C)に示すように、a−C層
7をエッチングマスクとし、塩素を含むプラズマでアル
ミ合金の配線層6のエッチングを行なう。このエッチン
グにおいては、エッチングマスクが導電性であるため、
a−C層7側面に入射した電子も直ちに配線層6に伝達
され、配線層6に入射されたイオンと中和することがで
きる。
Next, as shown in FIG. 9C, the aluminum alloy wiring layer 6 is etched by plasma containing chlorine using the aC layer 7 as an etching mask. In this etching, since the etching mask is conductive,
The electrons incident on the side surface of the aC layer 7 are also immediately transmitted to the wiring layer 6 and can be neutralized with the ions incident on the wiring layer 6.

【0125】プラズマの均一性が保たれていれば、a−
C層7と配線層6全体に入射する正電荷と負電荷の量は
ほぼ同量であり、良好な電荷のバランスが保たれる。し
たがって、損傷は発生しにくい。
If the uniformity of plasma is maintained, a-
The amounts of the positive charges and the negative charges that are incident on the entire C layer 7 and the wiring layer 6 are almost the same, and a good balance of charges is maintained. Therefore, damage is unlikely to occur.

【0126】図9(D)に示すように、配線層6のエッ
チング終了後、酸素を含むプラズマでa−C層7を除去
する。なお、a−C層上のレジスト除去には酸素のプラ
ズマダウンフローを用いると、a−C層のエッチング速
度を遅くでき、選択エッチングに好適である。さらにC
4 を添加すると、レジストのアッシング速度は増大す
る。
As shown in FIG. 9D, after the wiring layer 6 is etched, the aC layer 7 is removed by plasma containing oxygen. If a plasma downflow of oxygen is used for removing the resist on the aC layer, the etching rate of the aC layer can be slowed down, which is suitable for selective etching. Furthermore C
Addition of F 4 increases the resist ashing rate.

【0127】プラズマエッチングによる損傷は、電気的
に分離された導電層の上に絶縁物のレジストマスクが存
在し、レジストに入射する電子がそこでトラップされて
しまうことによる。
The damage due to the plasma etching is due to the existence of an insulating resist mask on the electrically isolated conductive layer, and the electrons incident on the resist are trapped there.

【0128】もし、エッチングにおけるエッチングマス
クが、十分薄い厚さで形成できるとすれば、エッチング
マスク側面に入射する電子の量も相対的に低減し、損傷
の程度は低減する。
If the etching mask for etching can be formed with a sufficiently thin thickness, the amount of electrons incident on the side surface of the etching mask is also relatively reduced and the degree of damage is reduced.

【0129】図10(A)〜(C)は、本発明の他の実
施例による半導体装置の製造方法を示す。図10(A)
において、前述の実施例同様、Si基板1の表面上に絶
縁膜2を形成し、絶縁膜2の上にゲート電極層3、層間
絶縁膜4が形成されている。層間絶縁膜4および開口5
で露出したゲート電極層3の上に、たとえば厚さ1μm
のアルミ合金で形成された配線層6を堆積する。
10A to 10C show a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. FIG. 10 (A)
In the same manner as in the above-described embodiment, the insulating film 2 is formed on the surface of the Si substrate 1, and the gate electrode layer 3 and the interlayer insulating film 4 are formed on the insulating film 2. Interlayer insulating film 4 and opening 5
Having a thickness of 1 μm, for example, on the gate electrode layer 3 exposed by
The wiring layer 6 formed of the aluminum alloy is deposited.

【0130】配線層6の上に、たとえば厚さ約0.3μ
mのSiO2 膜13をプラズマCVDによって成膜す
る。SiO2 膜13の上に、レジスト層を塗布し、最小
マスク間隔0.8μmのレジストパターン9を形成す
る。
On the wiring layer 6, for example, a thickness of about 0.3 μm
A SiO 2 film 13 of m is formed by plasma CVD. A resist layer is applied on the SiO 2 film 13 to form a resist pattern 9 having a minimum mask interval of 0.8 μm.

【0131】レジストパターン9をエッチングマスクと
し、CF4 を含むプラズマによってSiO2 膜13の選
択エッチングを行なう。SiO2 膜13をエッチングし
た後、酸素プラズマを用いてレジストパターン9を除去
する。レジストを除去し、かつa−C層を残す場合は選
択性の良いプラズマダウンフローを用いるのが好ましい
が、このレジスト除去工程は下地がSiO2 なので、単
なる酸素プラズマで行なえばよい。
Using the resist pattern 9 as an etching mask, the SiO 2 film 13 is selectively etched by plasma containing CF 4 . After etching the SiO 2 film 13, the resist pattern 9 is removed using oxygen plasma. When the resist is removed and the aC layer is left, it is preferable to use plasma downflow with good selectivity, but this resist removal step may be performed by simple oxygen plasma because the base is SiO 2 .

【0132】図10(B)は、レジストパターンを除去
した状態を示す。配線層6の上には、SiO2 膜のエッ
チングマスク13が形成されている。マスク開口部を考
察すると、開口幅が約0.8μmに対し、マスクの高さ
は約0.3μmであり、開口内に露出している面積とし
ては、配線層6の面積がSiO2 膜13の面積と比べ、
著しく大きい。
FIG. 10B shows a state in which the resist pattern has been removed. An etching mask 13 of a SiO 2 film is formed on the wiring layer 6. Considering the mask opening, the height of the mask is about 0.3 μm while the opening width is about 0.8 μm, and the area exposed in the opening is the area of the wiring layer 6 of the SiO 2 film 13. Compared to the area of
Remarkably large.

【0133】図10(C)に示すように、塩素を含むプ
ラズマでSiO2 膜13をマスクとしてアルミ合金の配
線層6をエッチングする。SiO2 膜13上面において
は、プラズマの均一性が保証されているため、入射する
正電荷と負電荷の量は等しく、電荷は中和する。
As shown in FIG. 10C, the wiring layer 6 of aluminum alloy is etched with plasma containing chlorine using the SiO 2 film 13 as a mask. Since the uniformity of plasma is guaranteed on the upper surface of the SiO 2 film 13, the amounts of incident positive charges and negative charges are equal and the charges are neutralized.

【0134】SiO2 膜13側面に入射する電子とイオ
ンに関しては、電荷のバランスが保証されないが、Si
2 膜13の厚さが薄いため、発生する電荷のアンバラ
ンスも小さい。したがって、SiO2 膜13下の配線層
6に入射する正電荷と負電荷のアンバランスも小さくな
る。
Regarding the electrons and ions incident on the side surface of the SiO 2 film 13, the balance of charges is not guaranteed, but Si
Since the O 2 film 13 is thin, the imbalance of generated charges is small. Therefore, the imbalance between the positive charges and the negative charges incident on the wiring layer 6 below the SiO 2 film 13 is also reduced.

【0135】マスクの高さを低くすることによって電子
遮蔽が低減されると共に、開口部の高さ自身が減少する
ことにより、マイクロローディング効果も減少すると考
えられる。
It is considered that the electron shielding is reduced by reducing the height of the mask, and the height of the opening itself is reduced, so that the microloading effect is also reduced.

【0136】図11は、本発明の他の実施例によるプラ
ズマエッチングを説明するためのプラズマエッチング装
置の概略断面図である。気密なプラズマチェンバ31に
は、ガス導入口32と排気口33が設けられている。ガ
ス導入口32がエッチングガス源に接続され、排気口3
3は排気装置に接続される。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a plasma etching apparatus for explaining plasma etching according to another embodiment of the present invention. The airtight plasma chamber 31 is provided with a gas introduction port 32 and an exhaust port 33. The gas inlet 32 is connected to the etching gas source, and the exhaust port 3
3 is connected to the exhaust device.

【0137】また、プラズマチェンバ31上方にはプラ
ズマ発生室35が接続されており、マイクロ波導入管3
4と気密窓を介して結合されている。プラズマ発生室3
5の周囲には主コイル36が配置されており、プラズマ
チェンバ31およびプラズマ発生室35内に発散磁場を
形成することができる。
A plasma generating chamber 35 is connected above the plasma chamber 31, and the microwave introducing pipe 3 is connected.
4 and an airtight window. Plasma generation chamber 3
A main coil 36 is arranged around 5 and a divergent magnetic field can be formed in the plasma chamber 31 and the plasma generation chamber 35.

【0138】マイクロ波導入管34よりプラズマ発生室
35内にマイクロ波を導入しつつ、主コイル36によっ
て磁場を発生することにより、プラズマ発生室35内に
所望形状のECRプラズマを発生することができる。こ
のプラズマは、プラズマチェンバ31内に移動し、サセ
プタ41上に配置される基板に衝突する。
By introducing a microwave into the plasma generation chamber 35 from the microwave introduction pipe 34 and generating a magnetic field by the main coil 36, ECR plasma having a desired shape can be generated in the plasma generation chamber 35. . The plasma moves into the plasma chamber 31 and collides with the substrate arranged on the susceptor 41.

【0139】サセプタ41の下部には、リング状の外側
コイル38および内側コイル39が配置されている。ま
た、サセプタ41は、rfバイアス源42に接続されて
いる。
A ring-shaped outer coil 38 and inner coil 39 are arranged below the susceptor 41. Further, the susceptor 41 is connected to the rf bias source 42.

【0140】このような発散磁場型ECRプラズマエッ
チング装置を用い、基板に対して垂直方向に運動するイ
オンと電子の量が等しくなる条件を求めた。具体的に
は、パターン間隔0.8μmの密なストライプ状パター
ンを形成した試料を基板として配置し、損傷の発生を検
出した。
Using such a divergent magnetic field type ECR plasma etching apparatus, conditions under which the amounts of ions and electrons moving in the direction perpendicular to the substrate were equal were obtained. Specifically, a sample on which a dense striped pattern having a pattern interval of 0.8 μm was formed was placed as a substrate, and the occurrence of damage was detected.

【0141】アンテナ面積比106 のアンテナが付いた
MOSキャパシタを、基板表面上に多数形成し、圧力
0.6PaのCl2 +BCl3 ガスでアンテナ導体のア
ルミ合金のエッチングを行なった。表1に、発散磁場型
ECRプラズマ装置での損傷の発生状況をまとめて示
す。
A large number of MOS capacitors with antennas having an antenna area ratio of 10 6 were formed on the substrate surface, and the aluminum alloy of the antenna conductor was etched with Cl 2 + BCl 3 gas at a pressure of 0.6 Pa. Table 1 summarizes the occurrence of damage in the divergent magnetic field type ECR plasma device.

【0142】rfバイアス周波数は、代表的には13.
56MHzと400kHzの2種類を用い、コイル38
とコイル39に流す電流を変化させた。コイル38は、
主コイル36が形成する磁場と逆向きのカスプ磁場を発
生し、コイル39は主コイル36が発生する磁場と同じ
向きのミラー磁場を発生する。
The rf bias frequency is typically 13.
Using two types of 56MHz and 400kHz, the coil 38
The current flowing through the coil 39 was changed. The coil 38 is
A cusp magnetic field that is opposite to the magnetic field formed by the main coil 36 is generated, and the coil 39 generates a mirror magnetic field that has the same direction as the magnetic field generated by the main coil 36.

【0143】[0143]

【表1】 [Table 1]

【0144】表に示す結果から明らかなように、rfバ
イアス周波数を低く設定すると、損傷が減少して良好な
結果が得られている。なお、rfバイアス周波数が高く
ても、コイル38、コイル39の磁場条件によっては損
傷は抑制されている。このような条件依存性は、同様な
アンテナ構造を有するMOSトランジスタの閾値Vth
による評価でも同様な傾向が得られた。
As is clear from the results shown in the table, when the rf bias frequency is set low, damage is reduced and good results are obtained. Even if the rf bias frequency is high, the damage is suppressed depending on the magnetic field conditions of the coils 38 and 39. Such condition dependence is due to the threshold Vth of a MOS transistor having a similar antenna structure.
The same tendency was obtained in the evaluation by.

【0145】ここで発生している損傷は、先に説明した
通り、マイクロローディング効果によって発生するアン
テナパターン間の導体に電子が到達しずらく、イオンの
正電荷が過剰になるために発生するものと考えられる。
周波数を下げてもマイクロローディング効果には基本的
に変化がなかったので、周波数の変化により電子の運動
状態が変化したものと考えられる。
As described above, the damage caused here is caused by the fact that it is difficult for electrons to reach the conductor between the antenna patterns generated by the microloading effect, and the positive charges of ions become excessive. it is conceivable that.
Since the microloading effect basically did not change even if the frequency was lowered, it is considered that the movement state of the electrons changed due to the change in frequency.

【0146】すなわち、基板バイアスの周波数を低く、
好ましくは1MHz以下に下げることにより、少なくと
もパターン近傍で電子が基板に向かって加速される状態
になり、レジストパターンで遮られることが減少するも
のと考えられる。
That is, the frequency of the substrate bias is set low,
It is considered that, by lowering the frequency to 1 MHz or less, electrons are accelerated toward the substrate at least in the vicinity of the pattern, and the blocking of the resist pattern is reduced.

【0147】なお、ここで用いた発散磁場型ECRエッ
チング装置は、rfバイアスを13.56MHzに設定
した場合にも、従来の定義によるプラズマ不均一は発生
していないものである。
The divergent magnetic field type ECR etching apparatus used here does not cause plasma nonuniformity according to the conventional definition even when the rf bias is set to 13.56 MHz.

【0148】同様の傾向は、ヘリコン波プラズマを利用
した場合、誘導結合プラズマを利用した場合、トランス
結合プラズマを利用した場合、DECRプラズマを利用
した場合にも成立するものと考えられる。
It is considered that the same tendency holds when the helicon wave plasma is used, the inductively coupled plasma is used, the trans coupled plasma is used, and the DECR plasma is used.

【0149】このような高密度プラズマ源によるプラズ
マに基板を露出し、基板の下にrf電力を印加して処理
を行なう場合には、バイアス周波数を約1MHz以下に
することで損傷を抑制することができると考えられる。
When the substrate is exposed to the plasma from such a high-density plasma source and rf power is applied under the substrate for processing, the bias frequency is set to about 1 MHz or less to suppress damage. It is thought that it can be done.

【0150】図12は、本発明の他の実施例によるプラ
ズマエッチングを説明するためのプラズマエッチング装
置の概略断面図である。このプラズマエッチング装置に
おいては、プラズマチャンバ31の上側、かつ主コイル
36の外側に外側補助コイル38a、内側補助コイル3
9aが配置されている。その他の構成は、図11に示す
エッチング装置と同様である。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a plasma etching apparatus for explaining plasma etching according to another embodiment of the present invention. In this plasma etching apparatus, the outer auxiliary coil 38a and the inner auxiliary coil 3 are provided above the plasma chamber 31 and outside the main coil 36.
9a is arranged. Other configurations are similar to those of the etching apparatus shown in FIG.

【0151】図12に示す発散磁場型ECRプラズマエ
ッチング装置を用い、基板に対して垂直方向に運動する
イオンと電子の量が等しくなる条件を求めた。具体的に
は、パターン間隔0.8μmのストライプ状パターンを
形成した試料を基板上に多数形成し、エッチングを行な
って損傷の検出を行なった。なお、試料のアンテナ比は
前述の実施例同様106 とした。
Using the divergent magnetic field type ECR plasma etching apparatus shown in FIG. 12, conditions under which the amounts of ions and electrons moving in the direction perpendicular to the substrate were equal were obtained. Specifically, a large number of samples each having a stripe pattern with a pattern interval of 0.8 μm were formed on a substrate, and etching was performed to detect damage. The antenna ratio of the sample was set to 10 6 as in the above-mentioned examples.

【0152】圧力0.53PaのCl2 +BCl3 ガス
でアンテナ導体のアルミニウム合金のエッチングを行な
った。rfバイアス源42のバイアス周波数は400k
Hzとし、外側コイル38a、内側コイル39aに流す
電流を変化させた。主コイル36が形成する磁場と同じ
向きのミラー磁場を形成する電流を“+”とし、逆向き
のカスプ磁場を形成する電流の向きを“−”とする。
The aluminum alloy of the antenna conductor was etched with Cl 2 + BCl 3 gas having a pressure of 0.53 Pa. The bias frequency of the rf bias source 42 is 400 k
The frequency was set to Hz, and the currents passed through the outer coil 38a and the inner coil 39a were changed. The current that forms the mirror magnetic field in the same direction as the magnetic field formed by the main coil 36 is "+", and the direction of the current that forms the cusp magnetic field in the opposite direction is "-".

【0153】表2に実験の結果をまとめて示す。Table 2 collectively shows the results of the experiment.

【0154】[0154]

【表2】 [Table 2]

【0155】表2に示す結果から明らかなように、主コ
イル36が形成する磁場と同じ向きのミラー磁場を外側
コイル38a、内側コイル39aによって発生すると、
損傷が減少し、良好な結果が得られる。なお、表に示す
前条件において、従来の定義によるプラズマ不均一は発
生していない。従って、発生している損傷は、マイクロ
ローディング効果によって発生するアンテナパターン間
の導体に電子が到達しずらく、イオンの正電荷が過剰に
なるために発生するものと考えられる。補助コイル38
a、39bに流す電流によっては、マイクロローディン
グ効果に基本的に変化は生じなかったため、ミラー磁場
形成によって少なくともパターン近傍で基板に対して垂
直方向に運動するイオンと電子の量が等しくなったもの
と考えられる。
As is clear from the results shown in Table 2, when the outer coil 38a and the inner coil 39a generate a mirror magnetic field in the same direction as the magnetic field formed by the main coil 36,
Damage is reduced and good results are obtained. Under the preconditions shown in the table, plasma nonuniformity according to the conventional definition does not occur. Therefore, it is considered that the generated damage is caused by the fact that electrons are hard to reach the conductor between the antenna patterns generated by the microloading effect and the positive charges of the ions become excessive. Auxiliary coil 38
The microloading effect basically did not change depending on the currents flowing through a and 39b. Therefore, it is assumed that the amount of ions and electrons moving in the direction perpendicular to the substrate at least in the vicinity of the pattern becomes equal due to the formation of the mirror magnetic field. Conceivable.

【0156】なお、内側コイルのみに20Aの電流を主
コイルと同一方向に流し、rfバイアス源を13.56
MHzとした場合には損傷が生じた。図13は、本発明
の他の実施例による半導体装置の製造方法を説明するた
めの平面図である。
A current of 20 A is applied only to the inner coil in the same direction as the main coil, and the rf bias source is set to 13.56.
When it was set to MHz, damage occurred. FIG. 13 is a plan view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【0157】図13(A)は、作成する配線パターンを
示している。配線51はゲート電極に接続され、アンテ
ナ比の大きな配線群を示す。配線52は電源配線であ
り、半導体基板もしくはウェルに接続されている。作成
しようとする集積回路上、配線51と配線52の間には
配線は不必要である。したがって、配線51と配線52
の間に広い間隔が生じる。
FIG. 13A shows a wiring pattern to be created. The wiring 51 is connected to the gate electrode and represents a wiring group having a large antenna ratio. The wiring 52 is a power wiring and is connected to the semiconductor substrate or the well. No wiring is required between the wiring 51 and the wiring 52 on the integrated circuit to be created. Therefore, the wiring 51 and the wiring 52
Wide gaps occur between.

【0158】このような場合、従来の技術によれば、配
線51と配線52の間の広い間隔はエッチング工程にお
いて容易に除去され、そのエッチングが終了した時点に
おいても配線群51内のエッチングはマイクロローディ
ング効果により終了しない。
In such a case, according to the conventional technique, the wide space between the wiring 51 and the wiring 52 is easily removed in the etching process, and even when the etching is completed, the etching in the wiring group 51 is microscopic. Does not end due to loading effects.

【0159】このような場合に、配線群51と配線52
の間に補間ないしダミーパターン53を設け、パターン
間の間隔をなるべく均一に保持する。より具体的には、
配線群51の最小パターン間隔と等しい間隔を有するよ
うに補間パターン53を配置する。
In such a case, the wiring group 51 and the wiring 52
Interpolation or a dummy pattern 53 is provided between the patterns to keep the intervals between the patterns as uniform as possible. More specifically,
The interpolation pattern 53 is arranged so as to have an interval equal to the minimum pattern interval of the wiring group 51.

【0160】このようなパターンをエッチングすると、
配線群51の各間隔および補間パターン53と配線群5
1の間の間隔、補間パターン53と電源配線52の間の
間隔がほぼ等しいため、同程度のマイクロローディング
効果が発生し、エッチングの進行が均一化する。したが
って、部分的に配線層が切断され、ゲート電極に過度の
電荷が流れ込むことを防止することが可能となる。
When such a pattern is etched,
Each interval of the wiring group 51, the interpolation pattern 53, and the wiring group 5
Since the interval between 1 and the interval between the interpolation pattern 53 and the power supply wiring 52 are substantially equal, the same degree of microloading effect occurs and the etching progresses uniformly. Therefore, it is possible to prevent the wiring layer from being partially cut and excessive charges from flowing into the gate electrode.

【0161】図13(B)は、アンテナ比の大きな配線
群51と電源配線52の間に信号配線54が存在し、か
つ信号配線54の両側に比較的広い面積が配置される場
合を示す。
FIG. 13B shows a case where the signal wiring 54 exists between the wiring group 51 having a large antenna ratio and the power supply wiring 52, and a relatively large area is arranged on both sides of the signal wiring 54.

【0162】この場合にも、信号配線54の両側の領域
に、補間パターン53a、53bを設け、補間パターン
53a、53b両側のスペース部分がアンテナ比の大き
な配線群51内のパターン間隔とほぼ等しくなるように
設定する。
Also in this case, the interpolation patterns 53a and 53b are provided in the regions on both sides of the signal wiring 54, and the space portions on both sides of the interpolation patterns 53a and 53b are substantially equal to the pattern interval in the wiring group 51 having a large antenna ratio. To set.

【0163】このように、最小パターン間隔の揃ったパ
ターンを補間パターンの挿入によって形成することによ
り、マイクロローディング効果が均一に発生し、アンテ
ナ比の大きな配線群51が電源配線52から切り離され
る時期をエッチング終了間際にすることができる。した
がって、ゲート電極に発生する蓄積電荷の不均一が是正
され、損傷が抑圧される。
As described above, by forming the patterns having the uniform minimum pattern intervals by inserting the interpolation patterns, the microloading effect is uniformly generated, and the wiring group 51 having a large antenna ratio is separated from the power wiring 52. It can be near the end of etching. Therefore, the nonuniformity of the accumulated charge generated in the gate electrode is corrected, and the damage is suppressed.

【0164】以上説明した実施例は、特にアンテナ比の
高い配線層の作成時に有効である。図14は、アンテナ
比が高くなり易い回路構成の例を示す。図14(A)は
NAND回路の等価回路である。電源配線VDD、接地配
線VSSの間に、2入力のNAND回路が接続されてい
る。2つのpチャネルMOSトランジスタQp1、Qp
2のソースが電源配線VDDに接続され、ドレインは共通
に接続されている。このドレインに、直列に接続された
nチャネルMOSトランジスタQn1、Qn2が接続さ
れ、Qn1のソースが接地配線VSSに接続されている。
The embodiment described above is particularly effective when forming a wiring layer having a high antenna ratio. FIG. 14 shows an example of a circuit configuration in which the antenna ratio tends to be high. FIG. 14A is an equivalent circuit of a NAND circuit. A 2-input NAND circuit is connected between the power supply wiring V DD and the ground wiring V SS . Two p-channel MOS transistors Qp1 and Qp
The second source is connected to the power supply wiring V DD , and the drains are commonly connected. The n-channel MOS transistors Qn1 and Qn2 connected in series are connected to this drain, and the source of Qn1 is connected to the ground wiring V SS .

【0165】入力信号IN1の配線は、pチャネルMO
SトランジスタQp1とnチャネルMOSトランジスタ
Qn1のゲート電極に接続され、他の入力信号IN2の
配線は、pチャネルMOSトランジスタQp2とnチャ
ネルMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続され
ている。
The wiring of the input signal IN1 is p channel MO.
The wiring of the other input signal IN2 is connected to the gate electrodes of the S transistor Qp1 and the n-channel MOS transistor Qn1 and to the gate electrodes of the p-channel MOS transistor Qp2 and the n-channel MOS transistor Qn2.

【0166】また、2つのpチャネルMOSトランジス
タQp1、QWp2のドレインと、nチャネルMOSト
ランジスタQn2の相互接続点から出力信号OUTが引
き出されている。
The output signal OUT is derived from the interconnection point between the drains of the two p-channel MOS transistors Qp1 and QWp2 and the n-channel MOS transistor Qn2.

【0167】このような論理回路は、前段の論理回路か
ら入力信号を受ける。前段の論理回路が必ずしも近くに
存在するとは限らず、入力信号配線は場合によっては極
めて長くなる。特に、マイクロプロセッサ、ASIC
(application specific IC )、ASSP(applicatio
n specific standard product )、ゲートアレイ等でこ
のような状況が出現する。
Such a logic circuit receives an input signal from the preceding logic circuit. The logic circuit of the previous stage does not always exist close to each other, and the input signal wiring becomes extremely long in some cases. In particular, microprocessors, ASICs
(Application specific IC), ASSP (applicatio
n specific standard product), gate arrays, etc.

【0168】汎用メモリデバイスでは設計時点でアンテ
ナ比検査を行なって素子配置と配線の変更を行ない、ア
ンテナ比を下げたり保護素子を挿入する等の保護対策を
行なえる。これは、設計作業の自動化の程度が比較的低
いことによっている。
In a general-purpose memory device, at the time of designing, the antenna ratio is inspected to change the element layout and wiring, and it is possible to take protective measures such as lowering the antenna ratio and inserting a protective element. This is due to the relatively low degree of automation of design work.

【0169】これに対し、論理回路デバイスにおいて
は、機能から論理設計、ゲートレベルの設計、レイアウ
ト設計までCADによる自動化が進んでいる。ここで、
アンテナ比の検査を行なっても、配線の変更、保護素子
の挿入は大きな設計コストの増大を伴ってしまう。した
がって、論理回路デバイスにおいては、デバイス設計の
変更によってダメージ対策を行なうことが難しい。
On the other hand, in the logic circuit device, automation by CAD is advancing from function to logic design, gate level design, and layout design. here,
Even if the antenna ratio is inspected, changing the wiring and inserting the protective element entails a large increase in design cost. Therefore, in the logic circuit device, it is difficult to take damage countermeasures by changing the device design.

【0170】図14(B)は、図14(A)のNAND
回路の構成例を示す平面図である。pチャネルMOSト
ランジスタ形成用のn型ウェル61と、nチャネルMO
Sトランジスタ形成用のpウェル62が近接して作成さ
れている。このnウェル61とpウェル62を貫通する
ように、その上にゲート配線63、64が配置されてい
る。
FIG. 14B shows the NAND of FIG. 14A.
It is a top view which shows the structural example of a circuit. An n-type well 61 for forming a p-channel MOS transistor and an n-channel MO
The p-well 62 for forming the S transistor is formed close to each other. Gate wires 63 and 64 are arranged on the n well 61 and the p well 62 so as to penetrate therethrough.

【0171】ゲート配線63、64をマスクとしてイオ
ン注入することにより、nウェル61内にp型ソース領
域Sp1、Sp2およびp型ドレイン領域Dpが作成さ
れる。また、pウェル62の中には、ゲート配線63、
64をマスクとするイオン注入により、n型のソース領
域Sn1、ドレイン領域Dn1およびソース兼ドレイン
領域S/Dnが形成される。
Ions are implanted using the gate wirings 63 and 64 as masks to form p-type source regions Sp1 and Sp2 and p-type drain region Dp in the n-well 61. In the p-well 62, the gate wiring 63,
By ion implantation using 64 as a mask, an n-type source region Sn1, a drain region Dn1 and a source / drain region S / Dn are formed.

【0172】このような構成の上に、配線65〜70が
第1配線層として形成される。第1配線層を覆う層間絶
縁膜が形成され、コンタクトホールを形成した後、第2
配線層が形成される。電極71〜74が第2配線層によ
って形成される配線を示す。さらに、第2配線層を覆っ
て層間絶縁膜が形成され、コンタクトホールがその中に
形成される。第2配線層上に第3配線層が形成される。
配線75〜77が第3配線層を示す。
Wirings 65 to 70 are formed as a first wiring layer on this structure. After forming an interlayer insulating film covering the first wiring layer and forming a contact hole, a second insulating film is formed.
A wiring layer is formed. The electrodes 71 to 74 are wirings formed by the second wiring layer. Further, an interlayer insulating film is formed so as to cover the second wiring layer, and a contact hole is formed therein. A third wiring layer is formed on the second wiring layer.
The wirings 75 to 77 represent the third wiring layer.

【0173】たとえば、ゲート電極63、64を形成し
た後、第1配線層を作成する際、電極67、68はゲー
ト電極63、64に接続された状態で作成される。図示
の場合、この段階においては、アンテナ比はあまり高く
ない。しかしながら、第2配線層を作成する時に、配線
72、73は設計によっては極めて長い長さを有する。
配線72、73作成の際、アンテナ比はゲート電極6
3、64の真性ゲート領域に対する配線72、73の露
出表面積によって決まる。さらに、配線72、73が分
離されるまで、接続されている配線領域もアンテナ比を
実効的に高める役割を果たす。
For example, when forming the first wiring layer after forming the gate electrodes 63 and 64, the electrodes 67 and 68 are formed in a state of being connected to the gate electrodes 63 and 64. In the case shown, the antenna ratio is not so high at this stage. However, when forming the second wiring layer, the wirings 72 and 73 have an extremely long length depending on the design.
When making the wirings 72 and 73, the antenna ratio is the gate electrode 6
It depends on the exposed surface area of the wires 72, 73 to the 3, 64 intrinsic gate regions. Further, until the wirings 72 and 73 are separated, the connected wiring region also plays a role of effectively increasing the antenna ratio.

【0174】また、第3配線層作成の際に、配線75、
76は配線72、73を介してゲート配線63、64に
接続される。この配線層作成の際にもアンテナ比の高い
配線が形成されている可能性が高い。配線77もアンテ
ナ比を増大させる原因となる。
In addition, when the third wiring layer is formed, the wiring 75,
76 is connected to the gate wirings 63 and 64 via the wirings 72 and 73. It is highly possible that a wiring having a high antenna ratio is also formed when the wiring layer is formed. The wiring 77 also causes an increase in the antenna ratio.

【0175】図15は、このような多層配線の構造を概
略的に示す断面図である。図2(A)に示す構造と同様
の構造により第1配線層106までが形成されている。
この上に層間絶縁膜115、第2配線層117、層間絶
縁膜119、第3配線層120が形成されている。第
3、第2、第1配線層120、117、106はゲート
電極に接続されている。このように、特に論理回路を作
成する場合に、上述の実施例が有効となる。
FIG. 15 is a sectional view schematically showing the structure of such a multilayer wiring. The structure up to the first wiring layer 106 is formed by a structure similar to that shown in FIG.
An interlayer insulating film 115, a second wiring layer 117, an interlayer insulating film 119, and a third wiring layer 120 are formed on this. The third, second and first wiring layers 120, 117 and 106 are connected to the gate electrode. In this way, the above-described embodiment is particularly effective when a logic circuit is created.

【0176】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
MOSトランジスタのゲート電極またはゲート電極に接
続される配線層は、多結晶Siのみでなく、高融点金属
ポリサイド(たとえば多結晶Siと高融点金属(たとえ
ばW)のシリサイドの積層)、シリサイド等の金属、T
iN等によって形成することもできる。もちろん製造プ
ロセス中はアモルファスSiであってもよい。
The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
The gate electrode of the MOS transistor or the wiring layer connected to the gate electrode is not only made of polycrystalline Si, but also metal such as refractory metal polycide (for example, a stack of polycrystalline Si and a refractory metal (for example, W) silicide), silicide, or the like. , T
It can also be formed by iN or the like. Of course, amorphous Si may be used during the manufacturing process.

【0177】なお、a−Cのエッチングは、CF4 、C
2 、BCl3 等のエッチングガスを用いて行なうこと
ができる。AlおよびAl合金のエッチングは、C
2 、HCl等のClを含むガスを用いて行なうことが
できる。また、レジストとa−Cのエッチングは、O2
を用いたエッチングによって行なうことができる。な
お、プラズマエッチングはrfプラズマ、μ波プラズマ
等、種々のプラズマを用いて行なうことができる。
The etching of a-C is carried out by using CF 4 , C
It can be performed using an etching gas such as l 2 or BCl 3 . Etching of Al and Al alloy is C
It can be performed using a gas containing Cl such as l 2 and HCl. Further, the etching of the resist and a-C is performed with O 2
Can be performed by etching using. The plasma etching can be performed using various plasmas such as rf plasma and μ wave plasma.

【0178】導電性マスクとしてアモルファスカーボン
を用いた場合を説明したが、配線層がAlの場合、導電
性マスクとしてWを用い、エッチャントとしてBr系ガ
スを用いることもできる。
The case where amorphous carbon is used as the conductive mask has been described, but when the wiring layer is Al, W can be used as the conductive mask and Br-based gas can be used as the etchant.

【0179】また、配線層がWの場合、導電性マスクと
してAl、TiN等を用い、エッチャントとしてF系ガ
スを用いることもできる。配線層がWシリサイドやポリ
サイドの場合にも同様の組み合わせが可能である。配線
層と導電性マスクの組み合わせは、エッチングの選択性
が高く、マスクに十分な導電性があればよい。
When the wiring layer is W, Al, TiN or the like can be used as the conductive mask and F-based gas can be used as the etchant. The same combination is possible when the wiring layer is W silicide or polycide. The combination of the wiring layer and the conductive mask should have high etching selectivity and have sufficient conductivity for the mask.

【0180】パターン間の間隔として0.7μmの場合
と0.8μmの場合を説明したが、パターン間の間隔は
約1μm以下であれば、顕著なマイクロローディング効
果が発生するので、本発明が適用できる。
The case where the pattern interval is 0.7 μm and 0.8 μm has been described. However, when the pattern interval is about 1 μm or less, a remarkable microloading effect occurs, so that the present invention is applied. it can.

【0181】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。
It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0182】[0182]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
密な配線パターンのエッチング加工、コンタクトホール
の形成、コンタクトホール内のクリーニング等におい
て、プラズマに起因する損傷を防止することができる。
As described above, according to the present invention,
Damage caused by plasma can be prevented in etching processing of a dense wiring pattern, formation of contact holes, cleaning of the inside of the contact holes, and the like.

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

【図1】本発明の基本概念を説明するための概略断面図
である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic concept of the present invention.

【図2】アンテナ構造とトンネル電流を説明するための
断面図、平面図およびグラフである。
FIG. 2 is a sectional view, a plan view and a graph for explaining an antenna structure and a tunnel current.

【図3】実験用サンプルを説明するための平面図および
断面図である。
3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view for explaining an experimental sample.

【図4】実験結果と解析を説明するためのグラフおよび
断面図である。
FIG. 4 is a graph and a cross-sectional view for explaining an experimental result and an analysis.

【図5】実験条件とその解析を示す断面図および平面図
である。
5A and 5B are a cross-sectional view and a plan view showing experimental conditions and their analysis.

【図6】実験結果を適用できる他の状況を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another situation in which experimental results can be applied.

【図7】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明するための断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the invention.

【図8】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明するための断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the invention.

【図9】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明するための断面図である。
FIG. 9 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the invention.

【図10】本発明の実施例による半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the invention.

【図11】本発明の実施例を説明するためのプラズマエ
ッチング装置の概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a plasma etching apparatus for explaining an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例を説明するためのプラズマエ
ッチング装置の概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a plasma etching apparatus for explaining an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例を説明するための配線パター
ンの平面図である。
FIG. 13 is a plan view of a wiring pattern for explaining an example of the present invention.

【図14】本発明の実施例の使用に適したNAND回路
の等価回路図および構成図である。
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram and a configuration diagram of a NAND circuit suitable for use in an embodiment of the present invention.

【図15】多層配線半導体装置の構成を示す概略断面図
である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a multilayer wiring semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 絶縁膜 2a ゲート絶縁膜 2b フィールド絶縁膜 3 ゲート電極層 4 層間絶縁膜 5 コンタクトホール 6 配線層 7 a−C層 8 パターン間開口部 9 レジストマスク 10 イオン 11 電子 13 絶縁マスク 20 導電パターン 20a ゲート部分 20b アンテナ部分 21 レジストパターン 22 層間絶縁膜 24 レジスト膜 31 チェンバ 36 主コイル 38、39 コイル 42 rfバイアス源 51 (アンテナ比の大きな)配線群 52 電源配線 53 補間パターン 54 信号配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Si substrate 2 Insulating film 2a Gate insulating film 2b Field insulating film 3 Gate electrode layer 4 Interlayer insulating film 5 Contact hole 6 Wiring layer 7 a-C layer 8 Inter-pattern opening 9 Resist mask 10 Ion 11 Electron 13 Insulating mask 20 Conductivity Pattern 20a Gate part 20b Antenna part 21 Resist pattern 22 Interlayer insulating film 24 Resist film 31 Chamber 36 Main coil 38, 39 Coil 42 rf bias source 51 (Large antenna ratio) Wiring group 52 Power supply wiring 53 Interpolation pattern 54 Signal wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 7514−4M H01L 29/78 301 Y (72)発明者 青山 正明 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 21/336 7514-4M H01L 29/78 301 Y (72) Inventor Masaaki Aoyama Kozoji, Kasugai City, Aichi Prefecture 2-Chome 1844-2 within Fujitsu VIELS Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含
む半導体装置の製造方法であって、半導体基板上にゲー
ト絶縁膜、電極層を形成する工程と、前記電極層をパタ
ーニングして、所定面積で前記ゲート絶縁膜を介して前
記半導体基板と対向するゲート電極層を形成する工程
と、前記ゲート電極層を覆う層間絶縁膜を形成する工程
と、前記ゲート電極層に接続された配線層を前記層間絶
縁膜上に形成する工程と、前記配線層上に導電材料層を
形成する工程と、前記導電材料層上にレジスト層を塗布
する工程と、前記レジスト層をパターニングして前記ゲ
ート電極層の前記半導体基板と対向する部分の面積に対
して約10以上のアンテナ比を有する配線パターンを含
むレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマス
クをエッチングマスクとして少なくとも前記導電材料層
をプラズマエッチングする第1エッチング工程と、第1
エッチング工程後、前記レジストマスクを除去する除去
工程と、除去工程後、少なくともゲート電極層に接続さ
れた前記配線層の一部をプラズマエッチングする第2エ
ッチング工程とを含む半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device including an insulated gate field effect transistor, the method comprising: forming a gate insulating film and an electrode layer on a semiconductor substrate; patterning the electrode layer to form a predetermined area. Forming a gate electrode layer facing the semiconductor substrate via a gate insulating film, forming an interlayer insulating film covering the gate electrode layer, and insulating the wiring layer connected to the gate electrode layer with the interlayer insulating film. Forming on the film, forming a conductive material layer on the wiring layer, applying a resist layer on the conductive material layer, patterning the resist layer to form the semiconductor of the gate electrode layer Forming a resist mask including a wiring pattern having an antenna ratio of about 10 or more with respect to the area of the portion facing the substrate; and etching the resist mask. A first etching step of plasma etching at least the conductive material layer as
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a removing step of removing the resist mask after the etching step, and a second etching step of plasma-etching at least a part of the wiring layer connected to the gate electrode layer after the removing step.
【請求項2】 前記層間絶縁層が他の配線層を中間に挟
んだ複数の絶縁層である請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the interlayer insulating layer is a plurality of insulating layers with another wiring layer interposed therebetween.
【請求項3】 前記第1エッチング工程が導電材料層の
エッチングであり、前記第2エッチング工程が前記導電
材料層をマスクとした前記配線層のエッチングである請
求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first etching step is etching of a conductive material layer, and the second etching step is etching of the wiring layer using the conductive material layer as a mask. Manufacturing method.
【請求項4】 前記第1エッチング工程が前記導電材料
層と前記配線層主要部のエッチングであり、前記第2エ
ッチング工程が前記配線層残部のエッチングである請求
項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first etching step is etching of the conductive material layer and the main portion of the wiring layer, and the second etching step is etching of the remaining portion of the wiring layer. Manufacturing method.
【請求項5】 前記導電材料層が炭素で形成されている
請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive material layer is made of carbon.
【請求項6】 前記除去工程が酸素プラズマのダウンフ
ローで行なわれる請求項5記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the removing step is performed by downflow of oxygen plasma.
【請求項7】 パターン間隔が1μm以下の導電膜パタ
ーンを含む半導体装置の製造方法であって、半導体基板
の一部表面上に薄い絶縁膜を介して電極層を形成する工
程と、前記電極層を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に前記電極層に接続された導電膜を形
成する工程と、導電膜上に絶縁マスク材層を形成する工
程と、絶縁膜マスク材層上にレジスト層を塗布する工程
と、レジスト層をパターニングする工程と、レジスト層
をマスクとして絶縁マスク材層をパターニングする工程
と、レジスト層を除去する工程と、絶縁マスク材層をマ
スクとして導電膜をプラズマエッチングでパターニング
する工程とを含み、前記絶縁マスク材層の厚さは最小パ
ターン間隔の1/2以下に設定されている半導体装置の
製造方法。
7. A method of manufacturing a semiconductor device including a conductive film pattern having a pattern interval of 1 μm or less, wherein a step of forming an electrode layer on a partial surface of a semiconductor substrate via a thin insulating film, the electrode layer A step of forming an interlayer insulating film covering the
Forming a conductive film connected to the electrode layer on the interlayer insulating film, forming an insulating mask material layer on the conductive film, and applying a resist layer on the insulating film mask material layer, It includes a step of patterning the resist layer, a step of patterning the insulating mask material layer using the resist layer as a mask, a step of removing the resist layer, and a step of patterning the conductive film by plasma etching using the insulating mask material layer as the mask. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the thickness of the insulating mask material layer is set to be 1/2 or less of a minimum pattern interval.
【請求項8】 前記層間絶縁膜が前記電極層を露出する
コンタクトホールを有する請求項7記載の半導体装置の
製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the interlayer insulating film has a contact hole exposing the electrode layer.
【請求項9】 前記層間絶縁層が他の配線層を中間に挟
んだ複数の絶縁層である請求項7記載の半導体装置の製
造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the interlayer insulating layer is a plurality of insulating layers with another wiring layer interposed therebetween.
【請求項10】 被加工物表面上において特性が均一な
プラズマを用いて絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
絶縁ゲートに接続する配線層またはその上の絶縁層を加
工する際、配線層表面にほぼ垂直に入射するイオンと電
子とがほぼ等量となるように周波数が1MHz以下のr
fバイアスを被加工物に印加する半導体装置の製造方
法。
10. When a wiring layer connected to an insulated gate of an insulated gate field effect transistor or an insulating layer thereabove is processed by using plasma having uniform characteristics on the surface of a workpiece, the wiring layer is substantially perpendicular to the surface of the wiring layer. Frequency of 1MHz or less so that ions and electrons incident on
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an f bias is applied to a workpiece.
【請求項11】 さらに、被加工物に向かって次第に磁
束密度が減少する発散磁場とミラー磁場とを印加する請
求項10記載の半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising applying a divergent magnetic field and a mirror magnetic field whose magnetic flux density gradually decreases toward the workpiece.
【請求項12】 被加工物に向かって次第に磁束密度が
減少する発散磁場の下で、プラズマを発生させ、被加工
物表面にほぼ垂直に入射するイオンと電子がほぼ等量に
なるようにカスプ磁場を印加し、被加工物をエッチング
する半導体装置の製造方法。
12. A cusp is generated so that plasma is generated under a divergent magnetic field whose magnetic flux density gradually decreases toward the workpiece, and the ions and the electrons that are substantially vertically incident on the surface of the workpiece are approximately equal in amount. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a magnetic field is applied to etch a workpiece.
【請求項13】 第1導電型の半導体領域上に形成され
たゲート絶縁膜上のゲート電極に接続された配線層であ
る第1配線層と前記半導体領域に接続された第2配線層
とを同時に作成する半導体装置の製造方法であって、第
1配線層と第2配線層とをパターニングする際、その間
に電気的に分離された第3配線層を残す半導体装置の製
造方法。
13. A first wiring layer, which is a wiring layer connected to a gate electrode on a gate insulating film formed on a semiconductor region of the first conductivity type, and a second wiring layer connected to the semiconductor region. A method of manufacturing a semiconductor device, which is produced at the same time, wherein when electrically patterning the first wiring layer and the second wiring layer, an electrically isolated third wiring layer is left therebetween.
【請求項14】 前記第3配線層と第1および第2配線
層との間の間隔は他の部分での最小パターン間隔とほぼ
等しく選択されている請求項13記載の半導体装置の製
造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the distance between the third wiring layer and the first and second wiring layers is selected to be substantially equal to the minimum pattern distance in other portions.
【請求項15】 半導体基板と、半導体基板上に形成さ
れた絶縁ゲート構造と、絶縁ゲート構造を覆う層間絶縁
膜と、層間絶縁膜上に形成され、前記ゲート構造に接続
された第1の配線と、第1の配線から離れて配置された
第2の配線と、第1の配線と第2の配線の間に、ほぼ同
等の間隔を介して形成され、配線としては用いられてい
ない補間配線領域とを含む配線層とを有する半導体装
置。
15. A semiconductor substrate, an insulated gate structure formed on the semiconductor substrate, an interlayer insulating film covering the insulated gate structure, and a first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the gate structure. And a second wiring arranged apart from the first wiring, and an interpolating wiring which is formed between the first wiring and the second wiring with a substantially equal interval and is not used as a wiring. A semiconductor device having a wiring layer including a region.
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