JPH08330249A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH08330249A
JPH08330249A JP13370695A JP13370695A JPH08330249A JP H08330249 A JPH08330249 A JP H08330249A JP 13370695 A JP13370695 A JP 13370695A JP 13370695 A JP13370695 A JP 13370695A JP H08330249 A JPH08330249 A JP H08330249A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
wiring
pattern
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13370695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2814951B2 (en
Inventor
Shinichi Horiba
信一 堀場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7133706A priority Critical patent/JP2814951B2/en
Publication of JPH08330249A publication Critical patent/JPH08330249A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2814951B2 publication Critical patent/JP2814951B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To prevent the occurrence of the constriction of a wiring pattern by piling an inert insulating film on a conductor film, and forming a film for preventing the reflection of photosensitive irradiation light hereon, and forming a photosensitive resist film on this reflection preventive film, and pattering them in the patterns in a specified form. CONSTITUTION: A field oxide film 2 is made in a thickness of about 400nm in the specified region on a silicon substrate 1, and a gate insulating film 4 is made in a thickness of about 8nm in the active region 3 surrounded by this oxide film 2. And, polycide wiring 5 to serve as the gate electrode of a MOS transistor is made. Furthermore, a protective insulating film 6 is accumulated on this polycide wiring 5, and a reflection preventive film pattern 7 is made on the surface of this protective insulating film 6. The polycide wiring 5 is patterned, with this reflection preventive film pattern 7 and the protective insulating film 6 as the masks of dry etching, so as to form a gate electrode pattern 5'.

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、特に微細パターンの配線を高精度に形成する方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming fine pattern wiring with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化および高密度化は依
然として精力的に進められており、現在では0.2μm
程度の寸法基準で設計されたメモリデバイスあるいはロ
ジックデバイス等の超高集積の半導体デバイスが開発試
作されている。このように半導体デバイスの高集積化に
伴って、半導体素子の寸法はますます微細化される。そ
して、ゲート電極幅や拡散層幅あるいは配線幅の寸法の
縮小および半導体素子を構成する材料の膜厚の低減が特
に重要になってくる。
2. Description of the Related Art Miniaturization and densification of semiconductor elements are still vigorously promoted, and are currently 0.2 μm.
Ultra-highly integrated semiconductor devices such as memory devices or logic devices designed on the basis of dimensional standards have been developed and prototyped. In this way, with the high integration of semiconductor devices, the dimensions of semiconductor elements are further miniaturized. Then, it becomes particularly important to reduce the dimensions of the gate electrode width, the diffusion layer width or the wiring width and the film thickness of the material forming the semiconductor element.

【0003】このように微細化される半導体素子の構成
要素パターンの寸法バラツキ、その中でも特にゲート電
極幅のバラツキは、絶縁ゲート電界効果トランジスタ
(以下、MOSトランジスタと呼称する)の特性に最も
大きな影響を与える。また、電極配線間の寸法の縮小と
配線パターンのアスペクト比の増大は半導体素子の信頼
性の確保を難しくするようになる。このため、これらの
寸法のバラツキの低減が半導体デバイス製造にとり必須
になる。
The dimensional variation of the component pattern of the semiconductor element thus miniaturized, and in particular, the variation of the gate electrode width, has the greatest influence on the characteristics of the insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOS transistor). give. Further, the reduction of the dimension between the electrode wirings and the increase of the aspect ratio of the wiring pattern make it difficult to secure the reliability of the semiconductor element. Therefore, it is essential for manufacturing semiconductor devices to reduce variations in these dimensions.

【0004】このように、半導体素子の微細化ととも
に、上記のような半導体素子の構成要素パターンの寸法
の高度な制御が最も重要になってくる。
As described above, with the miniaturization of semiconductor elements, it is of the utmost importance to highly control the dimensions of the constituent element patterns of the semiconductor element as described above.

【0005】以下、ゲート電極配線を例にして高精度配
線の製造方法を図6に基づいて説明する。図6はゲート
電極パターンの平面図とその断面図を示す。ここで、図
6(a)の平面図に記すA’−B’で切断したところが
図6(b)に示す断面図になっている。
Hereinafter, a method of manufacturing a high-precision wiring will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a plan view of a gate electrode pattern and a sectional view thereof. Here, a section taken along line A′-B ′ shown in the plan view of FIG. 6A is a sectional view shown in FIG. 6B.

【0006】図6(a)および図6(b)に示すよう
に、シリコン基板101上の所定の領域に選択的にフィ
ールド酸化膜102が形成される。そして、フィールド
酸化膜102で囲まれた活性領域103にゲート絶縁膜
104が形成される。次に、MOSトランジスタのゲー
ト電極となるポリサイド配線105が形成される。そし
て、このポリサイド配線105上に被着する保護絶縁膜
106が堆積される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, a field oxide film 102 is selectively formed in a predetermined region on a silicon substrate 101. Then, the gate insulating film 104 is formed in the active region 103 surrounded by the field oxide film 102. Next, the polycide wiring 105 which will be the gate electrode of the MOS transistor is formed. Then, a protective insulating film 106 deposited on the polycide wiring 105 is deposited.

【0007】ここで、この保護絶縁膜106はフォトリ
ソグラフィ技術で形成されたフォトレジストマスクをド
ライエッチングのマスクにした保護絶縁膜層のエッチン
グで形成される。そして、このフォトレジストマスクは
除去され、保護絶縁膜106をマスクにしたドライエッ
チングでポリサイド配線105がパターニング形成され
る。このようにして、図6(a)に示すゲート電極パタ
ーン105’が形成されるようになる。しかし、図6
(a)に示すような配線パターンのくびれ107がフィ
ールド酸化膜102と活性領域103の境界の辺りに生
じる。
The protective insulating film 106 is formed by etching the protective insulating film layer using a photoresist mask formed by photolithography as a dry etching mask. Then, the photoresist mask is removed, and the polycide wiring 105 is patterned by dry etching using the protective insulating film 106 as a mask. In this way, the gate electrode pattern 105 'shown in FIG. 6A is formed. However, FIG.
A constriction 107 of the wiring pattern as shown in (a) is formed around the boundary between the field oxide film 102 and the active region 103.

【0008】このようにゲート電極配線あるいはその他
の配線の高精度のパターニングにおいては配線上部に絶
縁膜が形成され、この絶縁膜をパターニングしこのパタ
ーニングされた絶縁膜をドライエッチングのマスクにし
て配線材料にドライエッチングが施され配線が形成され
る。
As described above, in highly accurate patterning of the gate electrode wiring or other wiring, an insulating film is formed on the wiring, the insulating film is patterned, and the patterned insulating film is used as a dry etching mask to form a wiring material. The wiring is formed by dry etching.

【0009】このように絶縁膜をドライエッチングのマ
スクに用いる方法は、(1)配線パターンのアスペクト
比の増加およびフォトレジストマスクのアスペクト比の
増加に伴うドライエッチング加工の困難性の増大(2)
自己整合型のコンタクト形成にみられるような配線と同
一パターンの絶縁膜の用途増加、に対応する効果的な手
段として重要になってきている。
As described above, the method of using the insulating film as a dry etching mask is (1) an increase in the aspect ratio of the wiring pattern and an increase in the aspect ratio of the photoresist mask, which increases the difficulty of the dry etching process (2).
It has become important as an effective means for coping with the increasing use of the insulating film having the same pattern as the wiring as seen in the formation of a self-aligned contact.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したような配線の
製造方法では、MOSトラジスタのゲート電極を構成す
るポリサイド配線の表面に保護絶縁膜が形成されてい
る。そして、この保護絶縁膜をマスクにしたドライエッ
チングによりポリサイド配線が形成される。このような
保護絶縁膜をドライエッチングのマスクに用いる方法は
アルミ等のその他の配線の形成にも使用される。
In the wiring manufacturing method as described above, the protective insulating film is formed on the surface of the polycide wiring which constitutes the gate electrode of the MOS transistor. Then, polycide wiring is formed by dry etching using this protective insulating film as a mask. The method of using such a protective insulating film as a mask for dry etching is also used for forming other wiring such as aluminum.

【0011】しかし、この保護絶縁膜をマスクにゲート
電極の配線を形成する方法では、図6(a)で説明した
ようにでき上がりの配線パターンのくびれ107が生じ
る。これは、配線上に透明な保護絶縁膜が形成されるた
めに、フォトリソグラフィ技術の露光工程で配線表面か
らの反射光が増加することによる。この詳細については
後述する。このようなゲート電極の配線パターンのくび
れは、MOSトランジスタの電気特性のバラツキを増大
させる。特に、MOSトランジスタが微細化するとこの
バラツキの増大はより顕著になる。
However, in the method of forming the wiring of the gate electrode using the protective insulating film as a mask, the constriction 107 of the finished wiring pattern is generated as described with reference to FIG. This is because the transparent protective insulating film is formed on the wiring, so that the light reflected from the wiring surface increases in the exposure process of the photolithography technique. The details will be described later. The constriction of the wiring pattern of the gate electrode increases variations in the electrical characteristics of the MOS transistor. In particular, when the MOS transistor is miniaturized, this increase in variation becomes more remarkable.

【0012】同様に、アルミ等の配線においても、保護
絶縁膜による反射光量の増加で下地段差部での配線パタ
ーンのくびれが生じ、半導体装置の信頼性あるいは歩留
りの低下が顕著になる。
Similarly, in the case of wiring made of aluminum or the like, the amount of light reflected by the protective insulating film increases and the wiring pattern is constricted at the stepped portion of the underlying layer, so that the reliability or yield of the semiconductor device is significantly reduced.

【0013】本発明の目的は、このような保護絶縁膜を
マスクに配線を形成する方法において、前述の問題点を
解決し高精度の微細な配線パターンを形成する方法を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for forming a wiring with the protective insulating film as a mask by solving the above-mentioned problems and forming a highly precise fine wiring pattern.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このために本発明の配線
パターンの形成方法は、半導体基板の表面部に導電体材
膜を形成する工程と、前記導電体材膜上に積層して半導
体酸化膜あるいは半導体窒化膜で構成される無機絶縁膜
を堆積する工程と、感光性レジスト膜をパターニングす
るフォトリソグラフィで用いる感光用照射光の反射防止
膜を前記無機絶縁膜上に形成する工程と、前記反射防止
膜上に前記感光性レジスト膜を形成し所定の形状にパタ
ーニングする工程とを含む。
To this end, a method of forming a wiring pattern according to the present invention comprises a step of forming a conductor material film on a surface portion of a semiconductor substrate, and a semiconductor oxidation by laminating on the conductor material film. A step of depositing an inorganic insulating film composed of a film or a semiconductor nitride film, a step of forming an anti-reflection film for exposing light for use in photolithography for patterning a photosensitive resist film on the inorganic insulating film, Forming the photosensitive resist film on the antireflection film and patterning it into a predetermined shape.

【0015】さらに、前記パターニングした感光性レジ
スト膜をマスクにして前記反射防止膜と前記無機絶縁膜
とをドライエッチングする工程と、前記パターニングし
た感光性レジスト膜を除去する工程と、前記無機絶縁膜
をマスクとして前記導電体材膜および前記反射防止膜を
ドライエッチングする工程とを含む。
Further, a step of dry etching the antireflection film and the inorganic insulating film using the patterned photosensitive resist film as a mask, a step of removing the patterned photosensitive resist film, and the inorganic insulating film Is used as a mask to dry-etch the conductor material film and the antireflection film.

【0016】ここで、前記反射防止膜は無定形のシリコ
ン薄膜あるいは窒化チタン薄膜で形成される。
Here, the antireflection film is formed of an amorphous silicon thin film or titanium nitride thin film.

【0017】[0017]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の詳細な説明を
行う。図1は本発明の第1の実施例を説明するための図
であり、従来の技術で説明したのと同様にゲート電極パ
ターンの平面図とその断面図を示す。ここで、図1
(a)の平面図に記すA−Bで切断したところが図1
(b)に示す断面図になっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention, and shows a plan view and a cross-sectional view of a gate electrode pattern as in the case of the conventional technique. Here, FIG.
FIG. 1 shows a section taken along the line AB in the plan view of FIG.
It is a sectional view shown in FIG.

【0018】図1(a)および図1(b)に示すよう
に、シリコン基板1上の所定の領域に選択的にフィール
ド酸化膜2が形成される。ここで、このフィールド酸化
膜2はLOCOS(Local Oxidaition
of Silicon)法で形成され、その膜厚は4
00nm程度に設定される。そして、このフィールド酸
化膜2で囲まれた活性領域3にゲート絶縁膜4が形成さ
れる。ここで、このゲート絶縁膜4の膜厚は8nm程度
に設定される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a field oxide film 2 is selectively formed in a predetermined region on a silicon substrate 1. Here, the field oxide film 2 is formed by LOCOS (Local Oxidation).
of silicon, and the film thickness is 4
It is set to about 00 nm. Then, the gate insulating film 4 is formed in the active region 3 surrounded by the field oxide film 2. Here, the film thickness of the gate insulating film 4 is set to about 8 nm.

【0019】そして、MOSトランジスタのゲート電極
となるポリサイド配線5が形成される。さらに、このポ
リサイド配線5上に被着して保護絶縁膜6が堆積され
る。そして、この保護絶縁膜6の表面に反射防止膜パタ
ーン7が形成されている。この反射防止膜パターン7は
アモルファスシリコン膜で形成される。
Then, a polycide wiring 5 to be the gate electrode of the MOS transistor is formed. Further, a protective insulating film 6 is deposited and deposited on the polycide wiring 5. An antireflection film pattern 7 is formed on the surface of the protective insulating film 6. The antireflection film pattern 7 is formed of an amorphous silicon film.

【0020】ここで、反射防止膜パターン7と保護絶縁
膜6とは、フォトリソグラフィ技術で形成されるフォト
レジストマスクをエッチングのマスクにしたドライエッ
チング加工で形成される。さらに、このフォトレジスト
マスクは除去され、反射防止膜パターン7と保護絶縁膜
6をドライエッチングのマスクにしてポリサイド配線5
がパターニング形成されて、図1(a)に示すようなゲ
ート電極パターン5’が形成されるようになる。
Here, the antireflection film pattern 7 and the protective insulating film 6 are formed by dry etching using a photoresist mask formed by photolithography as an etching mask. Further, the photoresist mask is removed, and the polycide wiring 5 is formed by using the antireflection film pattern 7 and the protective insulating film 6 as a dry etching mask.
Is patterned to form a gate electrode pattern 5'as shown in FIG. 1 (a).

【0021】図1(a)に示すように、この本発明のよ
うなゲート電極パターン5’には従来の技術で説明した
ような配線パターンのくびれは生ぜず、高精度の微細配
線が形成されるようになる。
As shown in FIG. 1 (a), the gate electrode pattern 5'according to the present invention does not have the constriction of the wiring pattern as described in the prior art, and high-precision fine wiring is formed. Become so.

【0022】次に、本発明の製造方法を図2に基づいて
説明する。図2は前述のフォトリソグラフィ技術でフォ
トレジストマスクを形成する工程からゲート電極のパタ
ーニング工程までの工程順の断面図である。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 2A to 2D are cross-sectional views in the order of steps from the step of forming a photoresist mask by the above-mentioned photolithography technique to the step of patterning a gate electrode.

【0023】図1(a)に示すように、シリコン基板1
の表面に熱酸化法で膜厚8nm程度のゲート絶縁膜4が
形成される。次に、このゲート絶縁膜4を被覆して、リ
ン不純物を含有する膜厚100nm程度のポリシリコン
層と膜厚150nm程度のタングステン・シリサイド層
とで形成されるタンググステン・ポリサイド層5aが形
成される。
As shown in FIG. 1A, the silicon substrate 1
A gate insulating film 4 having a film thickness of about 8 nm is formed on the surface of the film by thermal oxidation. Then, the gate insulating film 4 is covered to form a Tungsten polycide layer 5a formed of a polysilicon layer containing phosphorus impurities and having a thickness of about 100 nm and a tungsten silicide layer having a thickness of about 150 nm. .

【0024】このようにした後、このタングステン・ポ
リサイド層5aの表面に化学気相成長(CVD)法でシ
リコン酸化膜層6aが堆積される。ここで、このシリコ
ン酸化膜層6aの膜厚は100〜200nmである。そ
して、このシリコン酸化膜層6a上にスパッタ法でシリ
コン膜層7aが堆積される。ここで、このシリコン膜層
7aの膜厚は50nm程度に設定される。
After this, a silicon oxide film layer 6a is deposited on the surface of the tungsten polycide layer 5a by the chemical vapor deposition (CVD) method. Here, the film thickness of the silicon oxide film layer 6a is 100 to 200 nm. Then, a silicon film layer 7a is deposited on the silicon oxide film layer 6a by a sputtering method. Here, the film thickness of the silicon film layer 7a is set to about 50 nm.

【0025】次に、公知であるフォトリソグラフィ技術
の写真食刻法でフォトレジストパターン8が形成され
る。
Next, a photoresist pattern 8 is formed by a known photolithography technique of photolithography technique.

【0026】次に、フォトレジストパターン8をドライ
エッチングのマスクにして前述のシリコン膜層7aとシ
リコン酸化膜層6aが順次にエッチングされる。そし
て、図2(b)に示す保護絶縁膜6と反射防止膜パター
ン7とが形成される。
Next, using the photoresist pattern 8 as a mask for dry etching, the above-mentioned silicon film layer 7a and silicon oxide film layer 6a are sequentially etched. Then, the protective insulating film 6 and the antireflection film pattern 7 shown in FIG. 2B are formed.

【0027】次に、保護絶縁膜6をドライエッチングの
マスクにして、タングステン・ポリサイド層5aがエッ
チングされる。このようにして、図2(c)に示すよう
にシリコン基板1上のゲート絶縁膜4表面にポリサイド
配線5が形成される。このタグステン・ポリサイド層5
aのエッチング工程では、前述の反射防止膜パターン7
も同時にエッチングされ除去されるようになる。これ
は、タングステン・ポリサイド層5aおよび反射防止膜
パターン7共にシリコン原子を含み同一のドライエッチ
ングガスでエッチングできるためである。
Next, using the protective insulating film 6 as a dry etching mask, the tungsten polycide layer 5a is etched. Thus, as shown in FIG. 2C, the polycide wiring 5 is formed on the surface of the gate insulating film 4 on the silicon substrate 1. This Tag Sten Polycide Layer 5
In the etching step of a, the antireflection film pattern 7 described above is used.
Is also etched and removed at the same time. This is because both the tungsten polycide layer 5a and the antireflection film pattern 7 contain silicon atoms and can be etched with the same dry etching gas.

【0028】また、ここで反射防止膜パターンを窒化チ
タン層で形成してもよい。あるいは、ゲート電極の導電
体材としてチタン・ポリサイドを用いてもよい。これら
の場合でも、ゲート電極パターンの形成時に同時に反射
防止膜パターンは除去できるようになる。
Further, the antireflection film pattern may be formed of a titanium nitride layer here. Alternatively, titanium polycide may be used as the conductive material of the gate electrode. Even in these cases, the antireflection film pattern can be removed at the same time when the gate electrode pattern is formed.

【0029】以上のようにして、先述したような配線パ
ターンにくびれの無いゲート電極の配線が形成されるよ
うになる。
As described above, the wiring of the gate electrode having no constriction in the wiring pattern as described above is formed.

【0030】次に、この本発明の効果およびその効果の
生じる機構について図3および図4に基づいて説明す
る。ここで図3および図4は配線形成のためのフォトリ
ソグラフィ工程での光露光の様子を模式化して示したも
のであり、図3は従来の技術で説明した場合の、図4は
本発明の場合の、露光される被照射体がそれぞれ模式化
されている。すなわち、図3および図4に示すように、
シリコン基板1の表面に選択的にフィールド酸化膜2が
形成され、ゲート絶縁膜4を介してシリコン基板上に反
射率の大きな導電体材であるタングステン・ポリサイド
層5aが形成される。そして、これら全体を被覆するシ
リコン酸化膜層6aが形成され、フォトレジスト膜8a
が塗布形成される。ここで、シリコン酸化膜層の代りに
その他の透明な絶縁膜、例えばシリコン窒化膜等が用い
られてもよい。
Next, the effect of the present invention and the mechanism of producing the effect will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Here, FIG. 3 and FIG. 4 schematically show the state of light exposure in the photolithography process for forming the wiring. FIG. 3 shows the case of the conventional technique, and FIG. 4 shows the present invention. In this case, the irradiated object to be exposed is schematically illustrated. That is, as shown in FIGS. 3 and 4,
A field oxide film 2 is selectively formed on the surface of a silicon substrate 1, and a tungsten polycide layer 5a which is a conductor material having a high reflectance is formed on the silicon substrate via a gate insulating film 4. Then, the silicon oxide film layer 6a is formed so as to cover all of them, and the photoresist film 8a is formed.
Is formed by coating. Here, instead of the silicon oxide film layer, another transparent insulating film such as a silicon nitride film may be used.

【0031】図3に示すように、従来の技術の場合のよ
うな露光被照射体にゲート電極の光学パターンを通して
感光用照射光9を照射すると、その一部はシリコン酸化
膜層6aを透過しタングステン・ポリサイド層5aの表
面で反射し反射光10aを生じさせる。そして、一部は
シリコン酸化膜層6aとフォトレジスト膜8aの境界面
で反射し反射光10を生じさせる。ここで、フォトレジ
スト膜8aの屈折率は1.7程度でシリコン酸化膜の屈
折率は1.45程度であるため反射光10の位相は変化
しない。これに対し、シリコン酸化膜層6aを透過した
感光用照射光9のタングステン・ポリサイド層5aの表
面で反射する反射光10aでは、その位相が180°程
度ずれる。
As shown in FIG. 3, when the object to be exposed to light is irradiated with the light 9 for exposure through the optical pattern of the gate electrode as in the case of the conventional technique, a part of it is transmitted through the silicon oxide film layer 6a. It is reflected on the surface of the tungsten polycide layer 5a to generate reflected light 10a. Then, a part of the light is reflected by the boundary surface between the silicon oxide film layer 6a and the photoresist film 8a to generate reflected light 10. Here, since the refractive index of the photoresist film 8a is about 1.7 and the refractive index of the silicon oxide film is about 1.45, the phase of the reflected light 10 does not change. On the other hand, the phase of the reflected light 10a reflected by the surface of the tungsten polycide layer 5a of the photosensitive irradiation light 9 that has passed through the silicon oxide film layer 6a is shifted by about 180 °.

【0032】このために、シリコン酸化膜層6aの膜厚
をd、その屈折率をn、感光用照射光9の波長をλ、図
3に記すように反射の角度をθとしmを正の奇数とする
とシリコン酸化膜層6aの膜厚が(1)式を満足する時
に、反射光10,10aは干渉で互いに強め合い反射強
度が最も大きくなる。
For this purpose, the thickness of the silicon oxide film layer 6a is d, the refractive index thereof is n, the wavelength of the photosensitive irradiation light 9 is λ, the reflection angle is θ and m is positive as shown in FIG. When the number is an odd number, when the film thickness of the silicon oxide film layer 6a satisfies the expression (1), the reflected lights 10 and 10a are mutually strengthened by interference and the reflection intensity becomes maximum.

【0033】 [0033]

【0034】例えば、フィールド酸化膜2の表面の傾斜
角度が20°すなわち図3のθの角度が20°程度の場
合にであり、感光用照射光9がi線でその波長が365
nmの場合には、シリコン酸化膜層6aの膜厚が60n
mあるいは180nm程度で反射強度の最大になる。こ
のような反射光強度の増加は、先述した下地の傾斜角度
に依存し(1)式を満足する領域で現われる。そして、
この干渉による反射光強度が増加する領域では、過剰の
露光がフォトレジスト膜8aになされて先述したような
配線パターンのくびれが生じる。
For example, when the inclination angle of the surface of the field oxide film 2 is 20 °, that is, when the angle θ in FIG. 3 is about 20 °, the irradiation light 9 for light is the i-line and its wavelength is 365.
In the case of nm, the film thickness of the silicon oxide film layer 6a is 60 n.
The reflection intensity becomes maximum at m or about 180 nm. Such an increase in the intensity of reflected light depends on the inclination angle of the base described above and appears in the region that satisfies the expression (1). And
In the region where the intensity of reflected light increases due to this interference, the photoresist film 8a is overexposed and the above-described constriction of the wiring pattern occurs.

【0035】これに対し、図4に示すようにシリコン膜
層7aのような反射防止膜が形成されていると、感光用
照射光9はこの反射防止膜で等方的に散乱され乱反射に
よる反射光10bになる。そして、一方向の反射強度は
大幅に低減され、先述したような2つの反射光の干渉に
よる反射光強度の増加は抑制されるようになる。あるい
は、窒化チタン層のように感光用照射光を完全に吸収す
るような反射防止膜の場合には、反射光の成分は全く生
じ無くなる。
On the other hand, when an antireflection film such as the silicon film layer 7a is formed as shown in FIG. 4, the photosensitive irradiation light 9 is isotropically scattered by this antireflection film and reflected by irregular reflection. It becomes light 10b. Then, the reflection intensity in one direction is significantly reduced, and the increase in the reflection light intensity due to the interference of the two reflection lights as described above is suppressed. Alternatively, in the case of an antireflection film such as a titanium nitride layer that completely absorbs the irradiation light for exposure, no component of the reflected light is generated.

【0036】このように図4に示すような構造にするこ
とで、干渉による反射光強度の増加は半導体装置内の全
ての領域で抑制され、配線パターンのくびれの発生は防
止されるようになる。
With such a structure as shown in FIG. 4, the increase of the reflected light intensity due to the interference is suppressed in all the regions in the semiconductor device, and the constriction of the wiring pattern is prevented. .

【0037】このような効果の生じる機構を考慮する
と、配線となる導電体材に積層して反射防止膜を形成し
この反射防止膜上にシリコン酸化膜層を形成する方法も
有効になる。しかし、この場合には、先述した反射防止
膜パターンを配線形成と同時にエッチング除去すること
ができなくなり工程が複雑化する。
Considering the mechanism of producing such an effect, it is also effective to form an antireflection film by laminating it on a conductor material to be wiring and forming a silicon oxide film layer on the antireflection film. However, in this case, the above-described antireflection film pattern cannot be removed by etching at the same time when the wiring is formed, which complicates the process.

【0038】次に、図5に基づいて本発明の第2の実施
例を説明する。図5は層間絶縁膜上にアルミの微細配線
を形成する場合の工程順の断面図である。図5(a)に
示すように、シリコン基板21の表面に層間絶縁膜22
がCVD法で堆積されたシリコン酸化膜で形成される。
ここで、この層間絶縁膜22の膜厚は500nm程度に
設定される。次に、アルミと銅の合金である合金薄膜2
3aがスパッタ法で堆積される。ここで、合金薄膜23
aの膜厚は500nm程度である。そして、この合金薄
膜23aに積層して第1の窒化チタン膜層24aが形成
される。この第1の窒化チタン膜層24aの膜厚は15
0nm程度である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5A to 5D are cross-sectional views in the order of steps in the case of forming aluminum fine wiring on the interlayer insulating film. As shown in FIG. 5A, the interlayer insulating film 22 is formed on the surface of the silicon substrate 21.
Is formed of a silicon oxide film deposited by the CVD method.
Here, the film thickness of the interlayer insulating film 22 is set to about 500 nm. Next, alloy thin film 2 which is an alloy of aluminum and copper
3a is deposited by the sputtering method. Here, the alloy thin film 23
The film thickness of a is about 500 nm. Then, the first titanium nitride film layer 24a is formed by laminating on the alloy thin film 23a. The thickness of the first titanium nitride film layer 24a is 15
It is about 0 nm.

【0039】このようにした後、CVD法でシリコン酸
化膜層25aが堆積される。ここで、このシリコン酸化
膜層25aの膜厚は200nm程度に設定される。そし
て、このシリコン酸化膜層25a上にスパッタ法で第2
の窒化チタン膜層26aが堆積される。ここで、この第
2の窒化チタン膜層26aの膜厚は50nm程度に設定
される。
After this, the silicon oxide film layer 25a is deposited by the CVD method. Here, the film thickness of the silicon oxide film layer 25a is set to about 200 nm. Then, a second film is formed on the silicon oxide film layer 25a by a sputtering method.
Of titanium nitride film layer 26a is deposited. Here, the film thickness of the second titanium nitride film layer 26a is set to about 50 nm.

【0040】次に、公知であるフォトリソグラフィ技術
の写真食刻法でフォトレジストパターン27が形成され
る。
Next, a photoresist pattern 27 is formed by a known photolithography technique of photolithography.

【0041】次に、フォトレジストパターン27をドラ
イエッチングのマスクにして前述の第2の窒化チタン膜
層26aとンリコン酸化膜層25aが順次にエッチング
される。このようにして、、図5(b)に示す保護絶縁
膜25と反射防止膜パターン26とが形成される。
Next, the second titanium nitride film layer 26a and the silicon oxide film layer 25a described above are sequentially etched using the photoresist pattern 27 as a mask for dry etching. In this way, the protective insulating film 25 and the antireflection film pattern 26 shown in FIG. 5B are formed.

【0042】次に、保護絶縁膜25をドライエッチング
のマスクにして、アルミと銅の合金薄膜23aと第1の
窒化チタン膜層24aがエッチングされる。このように
して、図3(c)に示すようにシリコン基板21上の層
間絶縁膜22の表面にアルミの合金配線23と窒化チタ
ン配線24との積層した微細配線が形成される。この場
合には、第1の窒化チタン膜層24aのエッチング工程
で、前述の反射防止膜パターン26も同時にエッチング
除去される。
Next, using the protective insulating film 25 as a dry etching mask, the aluminum-copper alloy thin film 23a and the first titanium nitride film layer 24a are etched. Thus, as shown in FIG. 3C, a fine wiring in which the aluminum alloy wiring 23 and the titanium nitride wiring 24 are laminated is formed on the surface of the interlayer insulating film 22 on the silicon substrate 21. In this case, in the etching process of the first titanium nitride film layer 24a, the antireflection film pattern 26 described above is also etched and removed.

【0043】以上のようにして、先述したような配線パ
ターンにくびれの無いアルミ合金を含む積層した配線が
形成されるようになる。
As described above, the laminated wiring containing the aluminum alloy having no constriction in the wiring pattern as described above is formed.

【0044】以上の実施例では、保護絶縁膜がシリコン
酸化膜で構成される場合について説明された。この保護
絶縁膜としてシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜と
シリコン窒化膜との複合した絶縁膜でも同様の効果の生
じることに言及しておく。
In the above embodiments, the case where the protective insulating film is made of a silicon oxide film has been described. It should be noted that the same effect can be obtained by using a silicon nitride film or a composite film of a silicon oxide film and a silicon nitride film as the protective insulating film.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は配線の
パターニング用マスクに用いられる保護絶縁膜上に反射
防止膜が形成される。このために、先述したような下地
段差のある領域での配線パターンのくびれは全く生じな
くなる。更に、この反射防止膜は配線の形成のためのド
ライエッチング時に同時にエッチング除去され、その後
の工程に何らの悪影響を及ぼすことはない。例えば、配
線の形成のための工程はほとんど増加しない。
As described above, according to the present invention, the antireflection film is formed on the protective insulating film used as the wiring patterning mask. Therefore, the constriction of the wiring pattern does not occur at all in the region having the underlying step as described above. Further, this antireflection film is removed by etching at the same time as the dry etching for forming the wiring, so that it does not adversely affect the subsequent steps. For example, the number of steps for forming wiring hardly increases.

【0046】このように本発明により、微細のゲート電
極を有するMOSトランジスタの電気特性は安定化され
そのバラツキは大幅に低減されるために、微細で高密度
のSRAMのセル動作特性あるいはセンスアンプの動作
特性は大幅に向上するようになる。
As described above, according to the present invention, the electrical characteristics of a MOS transistor having a fine gate electrode are stabilized and its variation is greatly reduced. Therefore, the cell operating characteristics of a fine and high-density SRAM or the sense amplifier The operating characteristics will be greatly improved.

【0047】更に、微細多層配線の形成工程の信頼性も
大幅に向上し、これらの多層配線を有する半導体装置の
歩留りは大幅に向上するようになる。
Further, the reliability of the process of forming the fine multi-layered wiring is greatly improved, and the yield of the semiconductor device having these multi-layered wiring is greatly improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例を説明するための配線図
である。
FIG. 1 is a wiring diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を説明するための製造工
程順の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view in the order of manufacturing steps for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の効果を説明するための
光露光図である。
FIG. 3 is a light exposure diagram for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の効果を説明するための
光露光図である。
FIG. 4 is a light exposure diagram for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例を説明するための製造工
程順の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view in the order of manufacturing steps for explaining the second embodiment of the present invention.

【図6】従来の技術を説明するための配線図である。FIG. 6 is a wiring diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,101 シリコン基板 2,102 フィールド酸化膜 3,103 活性領域 4,104 ゲート絶縁膜 5,105 ポリサイド配線 5’,105’ ゲート電極パターン 5a タングステン・ポリサイド層 6,25,106 保護絶縁膜 6a,25a シリコン酸化膜層 7,26 反射防止膜パターン 7a シリコン膜層 8,27 フォトレジストパターン 8a フォトレジスト膜 9 感光用照射光 10,10a,10b 反射光 22 層間絶縁膜 23 合金配線 23a 合金薄膜 24 窒化チタン配線 24a 第1の窒化チタン膜層 26a 第2の窒化チタン膜層 107 配線パターンのくびれ 1, 2, 101 Silicon substrate 2, 102 Field oxide film 3, 103 Active region 4, 104 Gate insulating film 5, 105 Polycide wiring 5 ', 105' Gate electrode pattern 5a Tungsten polycide layer 6, 25, 106 Protective insulating film 6a, 25a Silicon oxide film layer 7,26 Antireflection film pattern 7a Silicon film layer 8,27 Photoresist pattern 8a Photoresist film 9 Photosensitive irradiation light 10, 10a, 10b Reflected light 22 Interlayer insulating film 23 Alloy wiring 23a Alloy thin film 24 Titanium Nitride Wiring 24a First Titanium Nitride Film Layer 26a Second Titanium Nitride Film Layer 107 Wiring Pattern Constriction

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3213 H01L 21/88 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 21/3213 H01L 21/88 D

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面部に導電体材膜を形成
する工程と、前記導電体材膜上に積層して半導体酸化膜
あるいは半導体窒化膜で構成される無機絶縁膜を堆積す
る工程と、感光性レジスト膜をパターニングするフォト
リソグラフィで用いる感光用照射光の反射防止膜を前記
無機絶縁膜上に形成する工程と、前記反射防止膜上に前
記感光性レジスト膜を形成し所定の形状にパターニング
する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A step of forming a conductor material film on a surface portion of a semiconductor substrate, and a step of depositing an inorganic insulating film formed of a semiconductor oxide film or a semiconductor nitride film on the conductor material film. A step of forming an anti-reflection film for photo-irradiation light used in photolithography for patterning the photosensitive resist film on the inorganic insulating film; and forming the photosensitive resist film on the anti-reflection film to form a predetermined shape. A step of patterning, and a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記パターニングした感光性レジスト膜
をマスクにして前記反射防止膜と前記無機絶縁膜とをド
ライエッチングする工程と、前記パターニングした感光
性レジスト膜を除去する工程と、前記無機絶縁膜をマス
クとして前記導電体材膜および前記反射防止膜をドライ
エッチングする工程と、を含むことを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
2. A step of dry etching the antireflection film and the inorganic insulating film using the patterned photosensitive resist film as a mask, a step of removing the patterned photosensitive resist film, and the inorganic insulating film. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of dry etching the conductor material film and the antireflection film using the mask as a mask.
【請求項3】 前記反射防止膜が無定形のシリコン薄膜
あるいは窒化チタン薄膜で形成されることを特徴とする
請求項1または請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the antireflection film is formed of an amorphous silicon thin film or a titanium nitride thin film.
JP7133706A 1995-05-31 1995-05-31 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP2814951B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7133706A JP2814951B2 (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7133706A JP2814951B2 (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08330249A true JPH08330249A (en) 1996-12-13
JP2814951B2 JP2814951B2 (en) 1998-10-27

Family

ID=15110991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7133706A Expired - Fee Related JP2814951B2 (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2814951B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031893A (en) * 2000-07-19 2002-01-31 Utec:Kk Microfabrication method, antireflection film, method for forming the same and method for producing hard disk head
KR100436131B1 (en) * 1996-12-20 2004-08-25 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming fine pattern of semiconductor device using hemispherical polycrystalline silicon layer as anti-reflective coating and etching mask
KR100436130B1 (en) * 1996-12-20 2004-09-16 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing fine pattern with optimized thickness and optical constant value of semiconductor device
KR100451041B1 (en) * 1997-06-27 2004-12-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming metal interconnection of semiconductor device to solve problems arising from step between cell area and peripheral circuit area of semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293645A (en) * 1986-06-12 1987-12-21 Oki Electric Ind Co Ltd Interconnection forming method for semiconductor device
JPH02237108A (en) * 1989-03-10 1990-09-19 Sony Corp Formation of pattern
JPH0529476A (en) * 1991-04-26 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Wiring connection structure of semiconductor device
JPH0774170A (en) * 1993-08-31 1995-03-17 Sony Corp Manufacture of wiring pattern

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293645A (en) * 1986-06-12 1987-12-21 Oki Electric Ind Co Ltd Interconnection forming method for semiconductor device
JPH02237108A (en) * 1989-03-10 1990-09-19 Sony Corp Formation of pattern
JPH0529476A (en) * 1991-04-26 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Wiring connection structure of semiconductor device
JPH0774170A (en) * 1993-08-31 1995-03-17 Sony Corp Manufacture of wiring pattern

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436131B1 (en) * 1996-12-20 2004-08-25 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming fine pattern of semiconductor device using hemispherical polycrystalline silicon layer as anti-reflective coating and etching mask
KR100436130B1 (en) * 1996-12-20 2004-09-16 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing fine pattern with optimized thickness and optical constant value of semiconductor device
KR100451041B1 (en) * 1997-06-27 2004-12-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming metal interconnection of semiconductor device to solve problems arising from step between cell area and peripheral circuit area of semiconductor device
JP2002031893A (en) * 2000-07-19 2002-01-31 Utec:Kk Microfabrication method, antireflection film, method for forming the same and method for producing hard disk head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2814951B2 (en) 1998-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6432619B2 (en) Method for reducing photolithographic steps in a semiconductor interconnect process
JP3989898B2 (en) Method for manufacturing automatic alignment structure in semiconductor wafer
JPH08255752A (en) Semiconductor element with low reflectance coating and its preparation
US6410421B1 (en) Semiconductor device with anti-reflective structure and methods of manufacture
US5486719A (en) Semiconductor device including insulating film arrangement having low reflectance
US5643833A (en) Method of making a contact hole in a semiconductor device
JP3527063B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6764944B2 (en) Method for forming metal wire interconnection in semiconductor devices using dual damascene process
US5846878A (en) Method of manufacturing a wiring layer in a semiconductor device
JP2814951B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH08125035A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH07201990A (en) Pattern forming method
JPH04144230A (en) Semiconductor device and its manufacture
KR100384876B1 (en) Improved dual damascene process in semiconductor device
JP2658959B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH08162460A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0555130A (en) Production of semiconductor device
JP3048919B2 (en) How to form wiring patterns
JP3608978B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3505584B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0969479A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6015920A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3104441B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method.
KR0184955B1 (en) Manufacturing method for metal wiring of semiconductor device
JPH07221110A (en) Interconnection structure of semiconductor device and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980714

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070814

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080814

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080814

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090814

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees