JPH10214773A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents
Fabrication of semiconductor deviceInfo
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- JPH10214773A JPH10214773A JP1678097A JP1678097A JPH10214773A JP H10214773 A JPH10214773 A JP H10214773A JP 1678097 A JP1678097 A JP 1678097A JP 1678097 A JP1678097 A JP 1678097A JP H10214773 A JPH10214773 A JP H10214773A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にリソグラフィー技術に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a lithography technique.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において
は、種々のリソグラフィー工程が用いられている。以下
図2を用いてゲート電極の製造方法について説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, various lithography processes have been used in the manufacturing process of a semiconductor device. Hereinafter, a method for manufacturing a gate electrode will be described with reference to FIG.
【0003】先ず図2(a)に示すように、シリコン基
板1上にフィールド酸化膜2とゲート酸化膜3とを形成
した後、ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜
(WSi/Si膜)4からなるゲート電極用の材料膜と
i線(365nm)用のフォトレジスト膜5とを順次形
成する。First, as shown in FIG. 2A, after a field oxide film 2 and a gate oxide film 3 are formed on a silicon substrate 1, a polysilicon film and a tungsten silicide film (WSi / Si film) 4 are formed. A material film for the gate electrode and a photoresist film 5 for the i-line (365 nm) are sequentially formed.
【0004】次ぎに図2(b)に示すように、ゲート電
極パターン用のマスクを用いてi線ステッパーで露光し
た後現像を行ない、フォトレジスト膜のパターンを形成
する。この時、パターン寸法が0.35μmより小さく
なると、フィールドの段差によるフォーカスのズレや、
フオトレジスト膜のアスペクト比増大による狭スペース
部のレジスト裾引き及び、下地のWSi膜からの反射に
よる未露光部レジスト上部の削れ等が定常的に発生し、
WSi/Si膜4上にレジスト現像残り5Aが発生す
る。Next, as shown in FIG. 2B, exposure is performed by an i-line stepper using a mask for a gate electrode pattern, development is performed, and a pattern of a photoresist film is formed. At this time, if the pattern dimension becomes smaller than 0.35 μm, the focus shift due to the step of the field,
The resist footing in the narrow space due to the increase in the aspect ratio of the photoresist film and the removal of the upper part of the unexposed resist due to the reflection from the underlying WSi film are constantly generated.
The resist development residue 5A is generated on the WSi / Si film 4.
【0005】次ぎに図2(c)に示すように、このレジ
スト膜をマスクとし、ハロゲン系のエッチングガスを用
いた異方性ドライエッチング法によりWSi/Si膜4
をエッチングしゲート電極を形成する。この時、レジス
ト現像残り5AによりWSi/Si膜4がマスクされる
為、WSi/Si膜4のエッチング残り4Aが発生す
る。この様なエッチング残りは、ゲートのショート等を
発生させ、製品の歩留まりを低下させる。Next, as shown in FIG. 2C, using this resist film as a mask, a WSi / Si film 4 is formed by an anisotropic dry etching method using a halogen-based etching gas.
Is etched to form a gate electrode. At this time, since the WSi / Si film 4 is masked by the resist development residue 5A, an etching residue 4A of the WSi / Si film 4 is generated. Such an etching residue causes a gate short circuit or the like, and lowers the product yield.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】i線を用いるリソグラ
フィーの実使用の限界解像度は、0.30μm程度であ
り、この近傍の寸法のパターニングを行う場合は、上述
したように、露光時のフォーカスマージンの低下、微細
化によるレジストアスペクト比の増大、下地からの光の
反射の影響の増大、解像度限界に起因するレンズの歪み
等の影響により、フォトレジスト膜のパターニングが非
常に困難になっている。この為、レジスト先端部の削れ
やレジストボトム部の裾引き等の現像不良が多発し、半
導体装置の歩留まり低下の原因となっている。The limit resolution of the actual use of lithography using i-line is about 0.30 μm, and when patterning in the vicinity of this, the focus margin at the time of exposure is increased as described above. The patterning of a photoresist film has become extremely difficult due to the effects of a decrease in resist aspect ratio due to miniaturization, an increase in the influence of light reflection from the underlayer, and distortion of a lens due to a resolution limit. For this reason, development defects such as abrasion of the resist tip portion and skirting of the resist bottom portion occur frequently, which causes a reduction in the yield of semiconductor devices.
【0007】本発明の目的は、i線を用いるリソグラフ
ィー技術の解像度限界に近い0.35μmルールより小
さい設計ルールで露光・現像されるレジストパターンの
現像不良を抑制でき、歩留まりを向上させることの出来
る半導体装置の製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the yield of a resist pattern which is exposed and developed with a design rule smaller than the 0.35 μm rule, which is close to the resolution limit of lithography using i-line. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に被エッチング膜とフォト
レジスト膜を順次形成したのち、露光・現像してフォト
レジスト膜のパターンを形成する工程と、前記フォトレ
ジスト膜の現像工程で発生したフォトレジスト膜の現像
残りをドライエッチング法により除去した後、前記フォ
トレジスト膜のパターンをマスクとして前記被エッチン
グ膜をエッチングする工程とを含む事を特徴とするもの
である。According to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a film to be etched and a photoresist film are sequentially formed on a semiconductor substrate, and then exposed and developed to form a pattern of the photoresist film. And removing the development residue of the photoresist film generated in the development step of the photoresist film by a dry etching method, and then etching the film to be etched using the pattern of the photoresist film as a mask. It is assumed that.
【0009】[0009]
【作用】i線を用いるリソグラフィー技術の解像度限界
の0.30μm付近の寸法のパターニングを行う場合、
定常的に発生していたレジスト先端部の削れやレジスト
ボトム部の裾引き等の現像不良が歩留まりを低下させる
原因となっているが、本発明では、現像後にレジスト表
面を軽くエッチングを行い、基板上のレジスト残りや裾
引きを能動的に取り除いている為、良好なレジストパタ
ーンを形成することが可能である。この為エッチング残
りによる配線ショート不良や、パターン崩れ不良を完全
に抑制する事が出来る。In the case of performing patterning with a dimension near 0.30 μm, which is the resolution limit of the lithography technique using i-line,
Developing defects such as abrasion of the resist tip portion and skirting of the resist bottom portion, which have been constantly occurring, cause a decrease in yield.In the present invention, the resist surface is lightly etched after development, and the substrate is etched. Since the upper resist residue and tailing are actively removed, a good resist pattern can be formed. Therefore, it is possible to completely suppress a wiring short-circuit failure and a pattern collapse failure due to the remaining etching.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0011】図1は、本発明の実施の形態を説明する為
の工程順に示した半導体チップの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining an embodiment of the present invention.
【0012】先ず図1(a)に示すように、シリコン基
板1上にフィールド酸化膜2とゲート酸化膜3とを形成
した後、ゲート電極材料として、LPCVD法により厚
さ0.15μmのポリシリコン膜を堆積しリンを拡散し
た後、厚さ0.15μmのタングステンシリサイド膜を
スパッタ法により堆積しWSi/Si膜4を形成する。
次いで、厚さ1μmのi線用のフォトレジスト膜5を回
転塗布法により形成し、プリベークを行った後、i線ス
テッパーで露光する。First, as shown in FIG. 1A, after a field oxide film 2 and a gate oxide film 3 are formed on a silicon substrate 1, a 0.15 μm thick polysilicon is formed as a gate electrode material by LPCVD. After a film is deposited and phosphorus is diffused, a tungsten silicide film having a thickness of 0.15 μm is deposited by a sputtering method to form a WSi / Si film 4.
Next, a photoresist film 5 for i-line having a thickness of 1 μm is formed by a spin coating method, prebaked, and then exposed by an i-line stepper.
【0013】次に、図1(b)に示すように、2.38
%のTMAH(テトラ・メチル・アンモニウム・ハイド
ライド)液で現像する。この時、パターン寸法が0.3
5μmより小さくなると、フィールドの段差によるフォ
ーカスのズレや、フオトレジスト膜のアスペクト比増大
による狭スペース部のレジスト裾引き及び、下地のWS
i膜からの反射による未露光部レジスト上部の削れ等の
影響により、WSi/Si膜4上にレジスト現像残り5
Aが発生する。Next, as shown in FIG. 1B, 2.38
% Of TMAH (tetra methyl ammonium hydride) solution. At this time, the pattern dimension is 0.3
If the thickness is smaller than 5 μm, focus shift due to a step in the field, resist skirting in a narrow space due to an increase in the aspect ratio of the photoresist film, and WS of the underlayer may occur.
The undeveloped resist remaining on the WSi / Si film 4 due to the influence of the scraping of the resist on the unexposed portion due to the reflection from the i film 5
A occurs.
【0014】続いて、ナローギャップのRIE装置を、
又エッチングガスにCF4 を用い、流量100scc
m、圧力400mTorr、パワー400Wの条件で1
0秒程度エッチングする。この条件でのレジスト膜のエ
ッチングレートは約0.3μm/minであり、10秒
間のエッチングで約0.05μmエッチングされる。こ
こで問題となる基板上のレジスト現像残りの膜厚は、発
明者の調査では最大0.03μm程度であるので10秒
間のエッチングで完全に除去され、図1(c)に示すよ
うに、レジスト現像残り5Aは完全に無くなる。Subsequently, a narrow gap RIE apparatus is
Also, using CF 4 as an etching gas, and a flow rate of 100 sc
m, pressure 400 mTorr, power 400 W
Etch for about 0 seconds. The etching rate of the resist film under this condition is about 0.3 μm / min, and about 0.05 μm is etched by etching for 10 seconds. The thickness of the remaining resist development film on the substrate, which is a problem here, is about 0.03 μm at the maximum according to the investigation by the inventor. Therefore, the film is completely removed by etching for 10 seconds, and as shown in FIG. The development residue 5A completely disappears.
【0015】次ぎに、図1(d)に示すように、上層の
WSi膜を、SF6 :60sccm、He:160sc
cm、HBr:100sccmの混合ガス雰囲気、圧力
250mTorr、パワー200Wの条件で80秒間エ
ッチングする。続いて、下層のポリシリコン膜を、Cl
2 :200sccm、HBr:75sccmの混合ガス
雰囲気、圧力400mTorr、パワー200Wの条件
で30秒間エッチングする事により、エッチング残りの
無い、WSi/Si膜4からなる微細なゲート電極が形
成される。Next, as shown in FIG. 1D, the upper WSi film is formed by forming SF 6 : 60 sccm and He: 160 sc
Etching is performed for 80 seconds under the conditions of a mixed gas atmosphere of H.sub.cm, HBr: 100 sccm, a pressure of 250 mTorr, and a power of 200 W. Subsequently, the lower polysilicon film is
By performing etching for 30 seconds under the conditions of a mixed gas atmosphere of 2 : 200 sccm, HBr: 75 sccm, a pressure of 400 mTorr and a power of 200 W, a fine gate electrode made of the WSi / Si film 4 having no etching residue is formed.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、i線のリ
ソグラフィーの実使用の限界解像度の0.30μm付近
の寸法のレジストパターンを形成する場合、現像後にレ
ジスト表面を軽くドライエッチングし、基板上に発生し
たレジスト残りや裾引きを能動的に取り除いてやること
により、良好なレジストパターンが形成される。この
為、従来定常的に発生していた、エッチング残りによる
配線ショート不良や、パターン崩れによる歩留まりの低
下を抑える事が出来、半導体装置の製造歩留まりを向上
させる事が出来る。As described above, according to the present invention, when a resist pattern having a size near 0.30 μm, which is the critical resolution for practical use of i-line lithography, the resist surface is lightly dry-etched after development, and A good resist pattern is formed by actively removing the resist residue and the tailing generated on the top. For this reason, it is possible to suppress a wiring short-circuit defect due to etching residue and a decrease in yield due to pattern collapse, which conventionally occur constantly, and to improve a semiconductor device manufacturing yield.
【図1】本発明の実施形態を説明する為の半導体チップ
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor chip for describing an embodiment of the present invention.
【図2】従来の半導体装置の製造方法を説明する為の半
導体チップの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor chip for describing a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 WSi/Si膜 4A エッチング残り 5 フォトレジスト膜 5A レジスト現像残り DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Field oxide film 3 Gate oxide film 4 WSi / Si film 4A Etching residue 5 Photoresist film 5A Resist development residue
Claims (2)
レジスト膜を順次形成したのち、露光・現像してフォト
レジスト膜のパターンを形成する工程と、前記フォトレ
ジスト膜の現像工程で発生したフォトレジスト膜の現像
残りをドライエッチング法により除去した後、前記フォ
トレジスト膜のパターンをマスクとして前記被エッチン
グ膜をエッチングする工程とを含む事を特徴とする半導
体装置の製造方法。A step of forming a pattern of a photoresist film by sequentially forming a film to be etched and a photoresist film on a semiconductor substrate, and exposing and developing the photoresist film; and a photoresist generated in the step of developing the photoresist film. Removing the development residue of the film by a dry etching method, and then etching the film to be etched using the pattern of the photoresist film as a mask.
の半導体装置の製造方法。。2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein i-line is used as exposure light. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1678097A JPH10214773A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Fabrication of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1678097A JPH10214773A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Fabrication of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214773A true JPH10214773A (en) | 1998-08-11 |
Family
ID=11925717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1678097A Pending JPH10214773A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Fabrication of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10214773A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001045154A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
US6348418B1 (en) | 1998-01-29 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Method of forming photoresist pattern |
JP4755380B2 (en) * | 2000-03-23 | 2011-08-24 | スパンション エルエルシー | Method for forming a semiconductor structure |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP1678097A patent/JPH10214773A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6348418B1 (en) | 1998-01-29 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Method of forming photoresist pattern |
WO2001045154A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
US6869885B1 (en) | 1999-12-17 | 2005-03-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
JP4755380B2 (en) * | 2000-03-23 | 2011-08-24 | スパンション エルエルシー | Method for forming a semiconductor structure |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990928 |