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JP2001358128A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2001358128A
JP2001358128A JP2000179536A JP2000179536A JP2001358128A JP 2001358128 A JP2001358128 A JP 2001358128A JP 2000179536 A JP2000179536 A JP 2000179536A JP 2000179536 A JP2000179536 A JP 2000179536A JP 2001358128 A JP2001358128 A JP 2001358128A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
aspect ratio
gate electrode
wiring
etching
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.)
Withdrawn
Application number
JP2000179536A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Shibata
淳 芝田
Michinari Yamanaka
通成 山中
Hideo Nakagawa
秀夫 中川
Shigenori Hayashi
重徳 林
Masabumi Kubota
正文 久保田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000179536A priority Critical patent/JP2001358128A/en
Publication of JP2001358128A publication Critical patent/JP2001358128A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】チャージアップによるゲート絶縁膜へのダメー
ジの少ないドライエッチング方法の提供。 【解決手段】 様々なパターン密度を有する配線パター
ン20、21やゲート電極パターン36、37が混在す
る半導体装置の製造方法において、パターン密度が高い
ほど、エッチング速度が速くなるエッチング条件による
ドライエッチングで配線パターンやゲート電極パターン
のパターニングを行なう。
[Problem] To provide a dry etching method with less damage to a gate insulating film due to charge-up. SOLUTION: In a method of manufacturing a semiconductor device in which wiring patterns 20, 21 and gate electrode patterns 36, 37 having various pattern densities are mixed, wiring is performed by dry etching under etching conditions in which the higher the pattern density, the higher the etching rate. A pattern or a gate electrode pattern is patterned.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は疎密の配線パター
ン、または疎密のゲート電極パターンを有する半導体装
置の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a dense / dense wiring pattern or a dense / dense gate electrode pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの低消費電力化、
高性能化にともない、ゲート絶縁膜厚は、0.25μm
の配線ルールでは7〜9nm、0.18μmの配線ルー
ルでは4nm、0.13μmの配線ルールでは2.5n
mといったように、薄膜化が飛躍的に進行している。こ
のようなゲート絶縁膜の薄膜化にともない、ゲート絶縁
膜の信頼性を低下させるドライエッチング時のチャージ
アップダメージが大きな問題となっている。特に、多種
で複雑な配線パターンが存在するロジックLSIにおい
ては、配線パターンがチャージ入射に対しアンテナの役
割をするため、このアンテナ効果によるチャージアップ
ダメージが大きな問題となっている。以下、アンテナ効
果によるチャージアップダメージについて説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, power consumption of semiconductor devices has been reduced,
The gate insulating film thickness is 0.25 μm due to the higher performance.
Is 7 to 9 nm in the wiring rule, 4 nm in the 0.18 μm wiring rule, and 2.5 n in the 0.13 μm wiring rule.
As shown in FIG. With such a reduction in the thickness of the gate insulating film, charge-up damage during dry etching, which lowers the reliability of the gate insulating film, has become a major problem. In particular, in a logic LSI in which various and complicated wiring patterns exist, the wiring pattern functions as an antenna for charge incidence, so that charge-up damage due to the antenna effect is a serious problem. Hereinafter, the charge-up damage due to the antenna effect will be described.

【0003】図7は、半導体基板上の配線のドライエッ
チング工程におけるチャージアップのメカニズムを示す
概念図である。図7において、1は半導体基板、2はゲ
ート絶縁膜、3はゲート電極、10は層間絶縁膜、11
はゲート電極3に接続しているコンタクトホール、50
は配線パターン、51はレジストである。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a charge-up mechanism in a dry etching step of wiring on a semiconductor substrate. In FIG. 7, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a gate insulating film, 3 is a gate electrode, 10 is an interlayer insulating film, 11
Denotes a contact hole connected to the gate electrode 3, 50
Is a wiring pattern, and 51 is a resist.

【0004】ドライエッチング中においては、配線パタ
ーン50がプラズマ52にさらされて荷電粒子が半導体
基板1に入射する。配線パターン50では、このように
して入射されるプラズマから供給されるイオン、ラジカ
ルによりエッチングが進行する。この時、コンタクトホ
ール11に電気的に接続されかつ電気的に浮遊している
(他の配線パターンと電気的に分離している)配線パタ
ーン50に対しては、パターン側壁からプラズマ中の荷
電粒子が配線パターン50に入射する結果、その電荷が
コンタクトホール11を介してゲート電極3に集中す
る。そのため、ゲート絶縁膜2には大きな電界が発生し
てしまい、この電界がゲート絶縁膜破壊を引き起こす要
因になっていた。
During the dry etching, the wiring pattern 50 is exposed to the plasma 52 and charged particles enter the semiconductor substrate 1. In the wiring pattern 50, etching proceeds by ions and radicals supplied from the plasma thus incident. At this time, with respect to the wiring pattern 50 electrically connected to the contact hole 11 and electrically floating (electrically separated from other wiring patterns), charged particles in the plasma from the pattern side wall. Is incident on the wiring pattern 50, and the charges concentrate on the gate electrode 3 via the contact hole 11. For this reason, a large electric field is generated in the gate insulating film 2, and this electric field causes a gate insulating film breakdown.

【0005】このように、配線パターン50の側壁は、
荷電粒子を入射させるアンテナの役目をする。そして、
このアンテナとなる領域の面積(ここでは配線パターン
50の側壁部分の総面積)とゲート面積(Lg(ゲート
長)×W(ゲート幅))との比をアンテナ比と呼び、ア
ンテナ比が大きな構造ほどゲート絶縁膜2のチャージア
ップダメージは増大することになる。
As described above, the side wall of the wiring pattern 50 is
Acts as an antenna for incident charged particles. And
The ratio of the area of the region serving as an antenna (here, the total area of the side wall portions of the wiring pattern 50) to the gate area (Lg (gate length) × W (gate width)) is called an antenna ratio, and a structure having a large antenna ratio The more the charge-up damage of the gate insulating film 2 increases, the more.

【0006】ゲート絶縁膜2の破壊率とアンテナ比との
関係を示すグラフを図8に挙げる。図8から明らかなよ
うに、アンテナ比が大きくなるほどゲート絶縁膜2にか
かるダメージは大きくなることが分かる。半導体装置に
おいては、配線パターン50の表面積はゲート絶縁膜2
上の電極面積に対して非常に大きくなり、アンテナ比は
数百〜数万にまで達する。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the breakdown ratio of the gate insulating film 2 and the antenna ratio. As is clear from FIG. 8, it is understood that the damage to the gate insulating film 2 increases as the antenna ratio increases. In the semiconductor device, the surface area of the wiring pattern 50 is equal to the gate insulating film 2.
It becomes very large for the upper electrode area, and the antenna ratio reaches several hundreds to tens of thousands.

【0007】そこで、現状の各配線ルールにおいて絶縁
膜破壊による特性劣化具合から鑑みて許容できるアンテ
ナ比のルール化を行ない、そのルールを遵守することで
チャージアップによる絶縁膜破壊を抑制していた。
Therefore, in each of the current wiring rules, a rule of an allowable antenna ratio has been established in view of the degree of characteristic deterioration due to insulation film breakdown, and the insulation film breakdown due to charge-up has been suppressed by observing the rule.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、チャージ
アップによる絶縁膜破壊を、アンテナ比に対して設定し
たルールの遵守により抑制してきたが、近年、新たなチ
ャージアップダメージの発生メカニズムが解明された
(例えば、小野他、第46回応用物理学関係連合講演会
p775(1999))。
As described above, the breakdown of the insulating film due to the charge-up has been suppressed by observing the rules set for the antenna ratio. In recent years, however, the mechanism of occurrence of a new charge-up damage has been elucidated. (For example, Ono et al., The 46th Joint Lecture Meeting on Applied Physics)
p775 (1999)).

【0009】このチャージアップダメージの発生メカニ
ズムについて図9を使って説明する。図9は、配線工程
におけるドライエッチング中の上記したアンテナ効果ダ
メージを説明するための工程断面図である。
The mechanism of occurrence of the charge-up damage will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a process cross-sectional view for describing the above-described antenna effect damage during the dry etching in the wiring process.

【0010】図9において、1は半導体基板、2はゲー
ト絶縁膜、3はゲート電極、4は分離領域、10は層間
絶縁膜、11はゲート電極3に接続しているコンタクト
ホール、12は半導体基板1に接続されているコンタク
トホール、13は配線材料膜、14はスペース幅S1
有する高アスペクト比レジストパターン、15はスペー
ス幅S2を有する低アスペクト比レジストパターン、2
0はスペース幅S1を有する高アスペクト比配線パター
ン、21はスペース幅S2を有する低アスペクト比配線
パターンである。なお、図中、アスペクト比S1、S2
おいては、S1<S2の関係が存在する。アスペクト比と
は、配線膜厚/スペース幅で定義されるものであって、
配線パターンのパターン密度を示している。配線パター
ン20、21の膜厚をT0とすると、高アスペクト比配
線パターン20のアスペクト比は(T0/S1)で表さ
れ、低アスペクト比配線パターン21のアスペクト比は
(T 0/S2)で表される。つまり、相対的にみて、高ア
スペクト比配線パターン20は低アスペクト比配線パタ
ーン21よりパターン密度が密であることを示してい
る。
In FIG. 9, 1 is a semiconductor substrate, and 2 is a game substrate.
Insulating film, 3 is a gate electrode, 4 is an isolation region, 10 is an interlayer
The insulating film 11 is a contact connected to the gate electrode 3
The holes 12 are contactors connected to the semiconductor substrate 1.
13, a wiring material film, 14 a space width S1To
15 has a high aspect ratio resist pattern
Width STwoResist pattern with low aspect ratio, 2
0 is the space width S1Aspect ratio wiring pattern with
, 21 is the space width STwoWiring with low aspect ratio
It is a pattern. In the figure, the aspect ratio S1, STwoTo
In the S1<STwoRelationship exists. Aspect ratio and
Is defined by the wiring film thickness / space width.
The pattern density of the wiring pattern is shown. Wiring putter
The film thickness of the0Gives a high aspect ratio
The aspect ratio of the line pattern 20 is (T0/ S1)
And the aspect ratio of the low aspect ratio wiring pattern 21 is
(T 0/ STwo). In other words, relatively high
The aspect ratio wiring pattern 20 is a low aspect ratio wiring pattern.
Indicates that the pattern density is denser than
You.

【0011】図9(a)に示すように、半導体基板上1
に、ゲート絶縁膜2とゲート電極3とを形成したのち、
層間絶縁膜10を堆積し、コンタクトホール11及び1
2をリソグラフィー、ドライエッチング等の周知の技法
により形成する。その後、配線材料膜13を堆積し、こ
の配線材料膜13をリソグラフィーによりパターニング
することで、配線パターン20及び21を形成する。レ
ジストパターン14、15は、配線材料膜13をパター
ニングする際に用いられる。なお、配線パターン20と
配線パターン21とは互いに電気的に接続されていな
い。
[0011] As shown in FIG.
After the gate insulating film 2 and the gate electrode 3 are formed,
An interlayer insulating film 10 is deposited, and contact holes 11 and 1 are formed.
2 is formed by a known technique such as lithography and dry etching. Thereafter, a wiring material film 13 is deposited, and the wiring material film 13 is patterned by lithography to form wiring patterns 20 and 21. The resist patterns 14 and 15 are used when patterning the wiring material film 13. Note that the wiring pattern 20 and the wiring pattern 21 are not electrically connected to each other.

【0012】一般に、図9(a)のように、高アスペク
ト比と低アスペクト比とが組み合わさったライン&スペ
ースパターンをエッチングする場合、イオンの入射角
度、ラジカルの入射量のパターン依存性に起因するRI
E lag現象が容易に生じる。これは、高アスペクト比
(パターン密度が密)となった配線パターン領域のエッ
チング速度が、低アスペクト比(パターン密度が疎)と
なった配線パターン領域のエッチング速度より遅くなる
現象であって、このような現象が生じると、図9(b)
に示すように、所定時間経過後における高アスペクト比
配線パターン20のエッチング深さ(エッチング速度)
5の方が、低アスペクト比配線パターン21のエッチ
ング深さ(エッチング速度)h4より浅く(遅く)なっ
てしまう(h5<h4)。
Generally, as shown in FIG. 9A, when a line and space pattern in which a high aspect ratio and a low aspect ratio are combined is etched, it is caused by the pattern dependence of the incident angle of ions and the incident amount of radicals. RI to do
The E lag phenomenon easily occurs. This is a phenomenon in which the etching rate of a wiring pattern region having a high aspect ratio (dense pattern density) is lower than that of a wiring pattern region having a low aspect ratio (sparse pattern density). When such a phenomenon occurs, FIG.
As shown in FIG. 5, the etching depth (etching rate) of the high aspect ratio wiring pattern 20 after a predetermined time has elapsed.
towards h 5 is, it becomes low aspect ratio etching depth of the wiring pattern 21 shallower than the (etching rate) h 4 (slow) (h 5 <h 4) .

【0013】この時、プラズマ52中の荷電粒子53
は、エッチング溝の底部のみならず、エッチング溝の側
壁からも入射することになる。入射したこれらの荷電粒
子は、コンタクトホール12を通して、半導体基板1に
流れ込むことになる。
At this time, the charged particles 53 in the plasma 52
Is incident not only from the bottom of the etching groove but also from the side wall of the etching groove. These incident charged particles flow into the semiconductor substrate 1 through the contact holes 12.

【0014】この状態でさらにエッチングを進めると、
図9(c)に示すように、低アスペクト比配線パターン
21の領域では、エッチング溝底部の配線材料膜13が
消失し、その下地である層間絶縁膜10が露出する。こ
の時、高アスペクト比配線パターン20の領域では、エ
ッチング溝底部の配線材料膜13が消失していない。そ
のため、この時点において、低アスペクト比配線パター
ン21と、高アスペクト比配線パターン22とが電気的
に分離される。高アスペクト比配線パターン20は、半
導体基板1に接続されていないために、この時点でゲー
ト電極3に対して電位的に浮遊した(電気的に分離し
た)状態となる。この時、プラズマの荷電粒子53は、
高アスペクト比配線パターン20のパターン側壁及びパ
ターン底部から入射し、コンタクトホール11を通って
ゲート電極3に蓄積される。
In this state, if the etching is further advanced,
As shown in FIG. 9C, in the region of the low aspect ratio wiring pattern 21, the wiring material film 13 at the bottom of the etching groove disappears and the underlying interlayer insulating film 10 is exposed. At this time, in the region of the high aspect ratio wiring pattern 20, the wiring material film 13 at the bottom of the etching groove has not disappeared. Therefore, at this time, the low aspect ratio wiring pattern 21 and the high aspect ratio wiring pattern 22 are electrically separated. Since the high aspect ratio wiring pattern 20 is not connected to the semiconductor substrate 1, it is in a state of being electrically floating (electrically separated) with respect to the gate electrode 3 at this point. At this time, the charged particles 53 of the plasma
The light enters from the pattern side wall and the pattern bottom of the high aspect ratio wiring pattern 20, passes through the contact hole 11, and is accumulated in the gate electrode 3.

【0015】以前では、荷電粒子のアンテナとして機能
するのは、パターン側壁のみと考えられていた。しかし
ながら、上記したように高アスペクト比配線パターン2
0領域においては、そのエッチング溝低部からも荷電粒
子53が入射するのであるから、エッチング溝底部もア
ンテナの役割を果たすと考える方がより正確に入射荷電
量を計算することができる。したがって、実質的には、
従来考えられていたよりもアンテナ面積は大きくなり、
より多くの荷電粒子53がゲート電極3に蓄積されて、
チャージアップを加速させる。これにより、ゲート絶縁
膜3には、従来考えられていた以上にチャージアップダ
メージが生じることがはっきりとした。
Previously, it was thought that only the pattern sidewalls functioned as charged particle antennas. However, as described above, the high aspect ratio wiring pattern 2
In the 0 region, the charged particles 53 enter from the lower part of the etching groove. Therefore, it is possible to calculate the incident charge amount more accurately by considering that the bottom of the etching groove also plays the role of the antenna. Thus, in effect,
The antenna area is larger than previously thought,
As more charged particles 53 accumulate on the gate electrode 3,
Accelerate charge-up. This clearly shows that charge-up damage occurs in the gate insulating film 3 more than conventionally thought.

【0016】このような理由により、現状の各配線ルー
ルに対して設定されていたアンテナ比のルールの遵守だ
けでは、チャージアップによる絶縁膜破壊の抑制は不十
分であることが明らかとなり、特に、RIE lagに
起因するアンテナチャージアップダメージを抑制するこ
とが要望されていた。
[0016] For these reasons, it is clear that suppression of insulation film breakdown due to charge-up is insufficient only by observing the rules of the antenna ratio set for the current wiring rules. It has been desired to suppress antenna charge-up damage caused by the RIE lag.

【0017】そこで、本発明は、デバイス構造を変化さ
せることなく、特に、RIE lagに起因するアンテ
ナチャージアップダメージを抑制することができるドラ
イエッチング方法の提供を目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dry etching method capable of suppressing antenna charge-up damage caused by RIE lag without changing the device structure.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、上記したRIE lagに由来するアンテナ
効果によるチャージアップダメージを抑制するために、
図1に示すように、高アスペクト比領域になるほどエッ
チング速度が速いinverse RIE lag特性を
示すエッチングを用いるものである。図1において、8
0は高アスペクト比領域、81は低アスペクト比領域で
あり、inverse RIE lagのとき、高アスペ
クト比領域80のエッチ深さh7のほうが低アスペクト
比領域のエッチ深さh8より大きくなっている。なお、
図1中、符号82はレジストであり、83は、配線材料
膜であり、84は、半導体基板である。
According to the dry etching method of the present invention, in order to suppress the charge-up damage due to the antenna effect derived from the RIE lag described above,
As shown in FIG. 1, the etching using an inverse RIE lag characteristic in which the etching rate is higher as the region has a higher aspect ratio is used. In FIG. 1, 8
0 high aspect ratio region 81 is a low aspect ratio region, when the inverse RIE lag, better etch depth h 7 of the high aspect ratio region 80 is greater than the etch depth h 8 of the low aspect ratio region . In addition,
In FIG. 1, reference numeral 82 denotes a resist, 83 denotes a wiring material film, and 84 denotes a semiconductor substrate.

【0019】図2は、inverse RIE lagに
よって高アスペクト比配線パターンの下地にある層間絶
縁膜が露出したのち、低アスペクト比配線パターンの残
余部を除去するためにオーバーエッチを行なった際の荷
電粒子挙動の概略図であって、図2では、図9と同様、
MOS構造上の層間絶縁膜に高アスペクト比配配線パタ
ーンと、低アスペクト比配線パターンとを形成する場合
を説明する。図2において、1は半導体基板、2はゲー
ト絶縁膜、3はゲート電極、4は分離領域、10は層間
絶縁膜、11はゲート電極3に接続されたコンタクトホ
ール、12は半導体基板1に接続されたコンタクトホー
ル、13は配線材料膜、14は高アスペクト比レジスト
パターン、15は低アスペクト比レジストパターン、2
0はスペース幅S1を有する高アスペクト比配線パター
ン、21はスペース幅S2を有する低アスペクト比配線
パターンである。なお、スペース幅S1,S2において
は、S 1<S2の関係がある。
FIG. 2 shows an inverse RIE lag.
Therefore, interlayer insulation under the high aspect ratio wiring pattern
After the edge film is exposed, the low aspect ratio wiring pattern remains.
The load when overetching was performed to remove the excess
FIG. 2 is a schematic diagram of the behavior of an electric particle, and in FIG.
High aspect ratio wiring pattern on interlayer insulating film on MOS structure
When forming a pattern and a low aspect ratio wiring pattern
Will be described. In FIG. 2, 1 is a semiconductor substrate and 2 is a game substrate.
Insulating film, 3 is a gate electrode, 4 is an isolation region, 10 is an interlayer
An insulating film 11 is a contact hole connected to the gate electrode 3.
And 12 are contact holes connected to the semiconductor substrate 1.
, 13 is a wiring material film, 14 is a high aspect ratio resist
Pattern, 15 is a low aspect ratio resist pattern, 2
0 is the space width S1Aspect ratio wiring pattern with
, 21 is the space width STwoWiring with low aspect ratio
It is a pattern. The space width S1, STwoAt
Is S 1<STwoThere is a relationship.

【0020】本発明によれば、図2に示すように、in
verse RIE lag特性により、高アスペクト比
配線パターン20のエッチング速度が低アスペクト比配
線パターン21のエッチング速度より速くなるので、高
アスペクト比配線パターン20のスペース部(エッチン
グ溝)のほうが低アスペクト比配線パターン21より早
く下地の層間絶縁膜10が露出する。その時、低アスペ
クト比配線パターン21では、配線材料膜13のエッチ
ングが終了していない。そのため、高アスペクト比配線
パターン20のパターン側壁及びパターン底から入射す
る荷電粒子は、低アスペクト比配線パターン21のエッ
チング溝底部に残存しているエッチング残余物やコンタ
クトホール12を介して半導体基板1に流れ込む。その
結果、高アスペクト比配線パターン20はアンテナの役
割をせず、アンテナ効果によるゲート絶縁膜2のチャー
ジアップダメージは低減できるのである。
According to the present invention, as shown in FIG.
Since the etching rate of the high aspect ratio wiring pattern 20 becomes faster than the etching rate of the low aspect ratio wiring pattern 21 due to the reverse RIE lag characteristics, the space portion (etching groove) of the high aspect ratio wiring pattern 20 has a lower aspect ratio wiring pattern. The underlying interlayer insulating film 10 is exposed earlier than at 21. At this time, in the low aspect ratio wiring pattern 21, the etching of the wiring material film 13 is not completed. Therefore, the charged particles incident from the pattern side wall and the pattern bottom of the high aspect ratio wiring pattern 20 enter the semiconductor substrate 1 via the etching residue and the contact hole 12 remaining at the etching groove bottom of the low aspect ratio wiring pattern 21. Flow in. As a result, the high aspect ratio wiring pattern 20 does not function as an antenna, and charge-up damage of the gate insulating film 2 due to the antenna effect can be reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のドライエッチング
方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。
Embodiments of the dry etching method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】(第1の実施形態)本発明の第1の実施形態
である配線工程のドライエッチング方法について説明す
る。
(First Embodiment) A dry etching method in a wiring step according to a first embodiment of the present invention will be described.

【0023】図3はMOS構造を有する半導体基板上に
配線パターンをドライエッチング工程により形成する際
における工程断面図である。図3において、1は半導体
基板、2はゲート絶縁膜、3はゲート電極、4は分離領
域、10は層間絶縁膜、11はゲート電極3に接続して
いるコンタクトホール、12は半導体基板1に接続され
ているコンタクトホール、13は配線材料膜、14はス
ペース幅S1を有する高アスペクト比レジストパター
ン、15はスペース幅S2を有する低アスペクト比レジ
ストパターン、20はスペース幅S1を有する高アスペ
クト比配線パターン、21はスペース幅S2を有する低
アスペクト比配線パターンである。なお、S1,S2にお
いては、S1<S2の関係が存在する。アスペクト比と
は、配線膜厚/スペース幅で定義されるものであって、
配線パターンのパターン密度を示している。配線パター
ンの膜厚をT0とすると、高アスペクト比配線パターン
20のアスペクト比は(T0/S1)で表され、低アスペ
クト比配線パターン21のアスペクト比は(T0/S2
で表される。つまり、相対的にみて、高アスペクト比配
線パターン20は低アスペクト比配線パターン21より
パターン密度が密であることを示している。
FIG. 3 is a sectional view of a process when a wiring pattern is formed on a semiconductor substrate having a MOS structure by a dry etching process. In FIG. 3, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a gate insulating film, 3 is a gate electrode, 4 is an isolation region, 10 is an interlayer insulating film, 11 is a contact hole connected to the gate electrode 3, and 12 is a semiconductor substrate. the connected contact hole, 13 wiring material film, high aspect ratio resist pattern having a space width S 1 is 14, 15 low-aspect ratio resist pattern having a space width S 2, 20 is high has a space width S 1 aspect ratio wiring pattern 21 is a low aspect ratio wiring pattern having a space width S 2. Note that S 1 and S 2 have a relationship of S 1 <S 2 . The aspect ratio is defined by the wiring film thickness / space width.
The pattern density of the wiring pattern is shown. Assuming that the thickness of the wiring pattern is T 0 , the aspect ratio of the high aspect ratio wiring pattern 20 is represented by (T 0 / S 1 ), and the aspect ratio of the low aspect ratio wiring pattern 21 is (T 0 / S 2 ).
It is represented by In other words, this indicates that the pattern density of the high aspect ratio wiring pattern 20 is higher than that of the low aspect ratio wiring pattern 21 when viewed relatively.

【0024】以下、本実施形態のドライエッチング方法
の詳細を説明する。まず、図3(a)に示すように、半
導体基板上1に、ゲート絶縁膜2とゲート電極3とを形
成したのち、層間絶縁膜10を堆積する。そして、層間
絶縁膜10に周知のリソグラフィー、ドライエッチング
手法によりコンタクトホール11、12を形成する。そ
の後、層間絶縁膜10に配線材料膜13を堆積し、さら
に、高アスペクト比レジストパターン14、低アスペク
ト比レジストパターン15を形成する。なお、高アスペ
クト比レジストパターン14と低アスペクト比レジスト
パターン配線パターン15とは互いに連結させることな
く分離して形成する。
Hereinafter, the dry etching method according to the present embodiment will be described in detail. First, as shown in FIG. 3A, after a gate insulating film 2 and a gate electrode 3 are formed on a semiconductor substrate 1, an interlayer insulating film 10 is deposited. Then, contact holes 11 and 12 are formed in the interlayer insulating film 10 by well-known lithography and dry etching. Thereafter, a wiring material film 13 is deposited on the interlayer insulating film 10, and a high aspect ratio resist pattern 14 and a low aspect ratio resist pattern 15 are further formed. The high aspect ratio resist pattern 14 and the low aspect ratio resist pattern wiring pattern 15 are formed separately from each other without being connected to each other.

【0025】次に図3(b)に示すように、inver
se RIE lagを生じるエッチング条件を適用し
て、配線材料膜13をドライエッチングする。その結
果、高アスペクト比配線パターン20におけるエッチン
グ速度の方が、低アスペクト比配線パターン21のエッ
チング速度より速くなる。この時、プラズマ中の荷電粒
子53は、パターン側壁及びパターン底部から入射する
が、これらの荷電粒子53は、半導体基板1に接続され
ているコンタクトホール12を通り、半導体基板1に流
れ込む。
Next, as shown in FIG.
The wiring material film 13 is dry-etched by applying an etching condition that causes a se RIE lag. As a result, the etching rate of the high aspect ratio wiring pattern 20 is higher than that of the low aspect ratio wiring pattern 21. At this time, charged particles 53 in the plasma are incident from the pattern side wall and the pattern bottom, and these charged particles 53 flow into the semiconductor substrate 1 through the contact holes 12 connected to the semiconductor substrate 1.

【0026】さらにエッチングを進めると、図3(c)
に示すようにエッチング速度の速い高アスペクト比配線
パターン20のエッチング領域では下地である層間絶縁
膜10が露出する。この時、低アスペクト比配線パター
ン21のエッチング領域では、まだ被エッチング材であ
る配線材料膜13は消失しておらず、低アスペクト比配
線パターン21のエッチング領域では、配線材料膜13
は互いに連結されて電気的に接続された状態を維持して
いる。そのため、低アスペクト比配線パターン21は、
コンタクトホール12を通じて半導体基板1に接地され
た状態となっている。その結果、高アスペクト比配線パ
ターン20の配線パターン側壁から入射する荷電粒子5
3のほとんどは、配線材料膜13とコンタクトホール1
2とを通して接地電位である半導体基板1に落とされる
ので、ゲート電極3に蓄積することはない。そのため、
高アスペクト比配線パターン20、低アスペクト比配線
パターン21ともアンテナの役割をしない。
When the etching is further advanced, FIG.
As shown in FIG. 7, in the etching region of the high aspect ratio wiring pattern 20 having a high etching rate, the underlying interlayer insulating film 10 is exposed. At this time, in the etching region of the low aspect ratio wiring pattern 21, the wiring material film 13, which is a material to be etched, has not yet disappeared.
Are connected to each other and maintain an electrically connected state. Therefore, the low aspect ratio wiring pattern 21
It is in a state of being grounded to the semiconductor substrate 1 through the contact hole 12. As a result, charged particles 5 incident from the wiring pattern side wall of the high aspect ratio wiring pattern 20
Most of the wirings 3 are made of the wiring material film 13 and the contact holes 1.
2 and is dropped to the semiconductor substrate 1 at the ground potential, so that it does not accumulate on the gate electrode 3. for that reason,
Neither the high aspect ratio wiring pattern 20 nor the low aspect ratio wiring pattern 21 functions as an antenna.

【0027】そして、低アスペクト比配線パターン21
のエッチング領域(エッチング溝の底部)において、被
エッチング材である配線材料膜13が全て除去されて層
間絶縁膜10が露出した時点でエッチングを終了するこ
とで、所望のパターン形状が得られる(図3(d)参
照)。
The low aspect ratio wiring pattern 21
In the etching region (at the bottom of the etching groove), the etching is terminated when the wiring material film 13 as the material to be etched is completely removed and the interlayer insulating film 10 is exposed, thereby obtaining a desired pattern shape (FIG. 3 (d)).

【0028】RIE lag特性を示すエッチング条件
と、inverse RIE lag特性を示すエッチン
グ条件を用いて、図3(a)に示した構造をエッチング
した際のFDDB(Field Dependent Dielectric Break
down)歩留まりにおけるアンテナ比(配線パターン側
壁の総面積/ゲート面積)依存性の比較を、図4に示
す。なお、測定に際しては、ゲート絶縁膜の膜厚3n
m、ゲート長0.25μm、ゲート幅1μmとした。そ
して、ゲート電極に電圧を印加していき、半導体基板と
ゲート電極との間に1E−6A/cm2の電流が流れた
時を絶縁破壊とし、さらにこの時のゲート絶縁膜の電界
が9mV/cm以下の場合を不良とした。図4におい
て、実線が本発明品(inverse RIE lag特
性を示すエッチング条件)を示し、点線が従来例品(R
IE lag特性を示すエッチング条件)を示してい
る。
An FDDB (Field Dependent Dielectric Break) when the structure shown in FIG. 3A is etched using the etching condition showing the RIE lag characteristic and the etching condition showing the inverse RIE lag characteristic.
down) FIG. 4 shows a comparison of dependence of the yield on the antenna ratio (total area of the wiring pattern side wall / gate area). At the time of measurement, the thickness of the gate insulating film was 3n.
m, gate length 0.25 μm, and gate width 1 μm. Then, a voltage is applied to the gate electrode, and a time when a current of 1E-6 A / cm 2 flows between the semiconductor substrate and the gate electrode is regarded as a dielectric breakdown, and the electric field of the gate insulating film at this time is 9 mV / cm or less was regarded as defective. In FIG. 4, the solid line shows the product of the present invention (etching conditions showing the inverse RIE lag characteristics), and the dotted line shows the product of the prior art (R
(Etching conditions showing IE lag characteristics).

【0029】図4から明らかなように、inverse
RIE lagを示す条件のものでのドライエッチング
の方が、FDDB歩留まりが良好であることが分かる。
As is clear from FIG.
It can be seen that the FDDB yield is better when dry etching is performed under the condition indicating the RIE lag.

【0030】なお、本実施形態では、マスク材料にレジ
ストを用いたが、シリコン酸化膜マスク、窒化シリコン
マスクを用いた時も同様の効果を得ることができる。ま
た、配線材料種について記載しなかったが、配線材料は
アルミニウム、アルミニウム合金、タングステン、窒化
タングステン、チタン、窒化チタン、銅、白金、金のう
ち、少なくとも一種を含めば同様の効果が得られる。
In this embodiment, a resist is used as a mask material. However, the same effect can be obtained when a silicon oxide film mask or a silicon nitride mask is used. Although the type of the wiring material is not described, the same effect can be obtained if the wiring material includes at least one of aluminum, aluminum alloy, tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, copper, platinum, and gold.

【0031】(第2の実施形態)次に本発明の第2の実
施形態であるゲート電極形成工程のドライエッチング方
法について図5を参照して説明する。図5はゲート電極
のドライエッチング工程における工程断面図である。図
3において、30は半導体基板、31はゲート絶縁膜、
32はゲート電極材料となる多結晶シリコン層、33は
分離領域、34はスペース幅S3を有する高アスペクト
比レジストパターン、35はスペース幅S4を有する低
アスペクト比レジストパターン、36はスペース幅S3
を有する高アスペクト比ゲート電極パターン、37はス
ペース幅S4を有する低アスペクト比ゲート電極パター
ンである。なお、スペース幅S3、S4においては、S3
<S4の関係が存在する。また、ゲート電極パターンの
膜厚をT1とすると、アスペクト比は、電極膜厚(T1
/スペース幅で定義される。したがって、高アスペクト
比ゲート電極パターン36のアスペクト比は(T1/
3)で表され、低アスペクト比ゲート電極パターン3
7のアスペクト比は(T1/S4)で表される。つまり、
相対的にみて、高アスペクト比ゲート電極パターン36
は低アスペクト比ゲート電極パターン37よりパターン
密度が密であることを示している。
Second Embodiment Next, a dry etching method in a gate electrode forming step according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a process sectional view in the dry etching process of the gate electrode. In FIG. 3, 30 is a semiconductor substrate, 31 is a gate insulating film,
32 polycrystalline silicon layer serving as a gate electrode material, the isolation region 33, high aspect ratio resist pattern having a space width S 3 is 34, the low-aspect ratio resist pattern 35 having a space width S 4, 36 is a space width S Three
High aspect ratio gate electrode pattern having a 37 is a low aspect ratio gate electrode pattern having a space width S 4. In the space widths S 3 and S 4 , S 3
<There is a relationship between the S 4. Further, when the thickness of the gate electrode pattern and T 1, the aspect ratio is, the electrode film thickness (T 1)
/ Space width. Therefore, the aspect ratio of the high aspect ratio gate electrode pattern 36 is (T 1 /
S 3 ), represented by the low aspect ratio gate electrode pattern 3
The aspect ratio of 7 is represented by (T 1 / S 4 ). That is,
In comparison, the high aspect ratio gate electrode pattern 36
Indicates that the pattern density is higher than that of the low aspect ratio gate electrode pattern 37.

【0032】図5(a)に示すように、半導体基板上1
に、ゲート絶縁膜2、多結晶シリコン5を堆積した後、
リソグラフィーによりゲート電極を形成するレジストパ
ターン16、17を形成する。なお、高アスペクト比レ
ジストパターン34と低アスペクト比レジストパターン
35とは互いに連結していない。
As shown in FIG.
After depositing the gate insulating film 2 and the polycrystalline silicon 5,
Resist patterns 16 and 17 for forming a gate electrode are formed by lithography. The high aspect ratio resist pattern 34 and the low aspect ratio resist pattern 35 are not connected to each other.

【0033】次に、図5(b)に示すように、inve
rse RIE lagを生じるエッチング条件を適用し
てドライエッチングを行なう。その結果、高アスペクト
比ゲート電極パターン36におけるエッチング速度の方
が、低アスペクト比ゲート電極パターン37のエッチ速
度より速くなる(h3<h2)。この時、プラズマ中の荷
電粒子53は、パターン側壁及びパターン底部から入射
するが、これらの荷電粒子53は、導電性を有する多結
晶シリコン膜32を通って半導体基板1やエッチング装
置の電極に流れ込む。
Next, as shown in FIG.
Dry etching is performed by applying an etching condition that causes a rse RIE lag. As a result, the etching rate of the high aspect ratio gate electrode pattern 36 is faster than the etching rate of the low aspect ratio gate electrode pattern 37 (h 3 <h 2 ). At this time, the charged particles 53 in the plasma are incident from the pattern side wall and the pattern bottom, and these charged particles 53 flow into the semiconductor substrate 1 and the electrodes of the etching apparatus through the conductive polycrystalline silicon film 32. .

【0034】さらにエッチングを進めると、図5(c)
に示すように、高アスペクト比ゲート電極パターン36
のエッチング速度が速いために、このゲート電極パター
ン36のエッチング領域(エッチング溝底部)におい
て、多結晶シリコン膜32が消失してその下地であるゲ
ート絶縁膜31が露出する。この時、低アスペクト比ゲ
ート電極パターン37のエッチング領域(エッチング溝
底部)においては、高アスペクト比ゲート電極パターン
36に比べて低アスペクト比ゲート電極パターン37の
エッチング速度が遅いために、被エッチング材である多
結晶シリコン膜32は消失していない。そのため、低ア
スペクト比ゲート電極パターン37におけるパターン側
壁及びパターン底部から低アスペクト比ゲート電極パタ
ーン37内に入射した荷電粒子56はほとんど多結晶シ
リコン膜32を通り、半導体基板1及びエッチング装置
の電極に流れ込む。
When the etching is further advanced, FIG.
As shown in FIG.
In the etching region (bottom of the etching groove) of the gate electrode pattern 36, the polycrystalline silicon film 32 disappears and the underlying gate insulating film 31 is exposed. At this time, since the etching rate of the low aspect ratio gate electrode pattern 37 is lower in the etching region (the bottom of the etching groove) of the low aspect ratio gate electrode pattern 37 than in the high aspect ratio gate electrode pattern 36, A certain polycrystalline silicon film 32 has not disappeared. Therefore, the charged particles 56 incident on the low aspect ratio gate electrode pattern 37 from the pattern side wall and the pattern bottom in the low aspect ratio gate electrode pattern 37 almost flow through the polycrystalline silicon film 32 and flow into the semiconductor substrate 1 and the electrode of the etching apparatus. .

【0035】また、高アスペクト比ゲート電極パターン
36のパターン側壁及びパターン底部から入射する荷電
粒子も、inverse RIE lagによる多結晶シ
リコン膜32の残余部38を通じて、半導体基板30及
びエッチング装置の電極(図示省略)に流れ込む。
Also, charged particles incident from the pattern side wall and the pattern bottom of the high aspect ratio gate electrode pattern 36 pass through the remaining portion 38 of the polycrystalline silicon film 32 by the inverse RIE lag, and the semiconductor substrate 30 and the electrodes of the etching apparatus (shown in the figure). (Omitted).

【0036】以上の結果として、高アスペクト比ゲート
電極パターン36のパターン側壁及びパターン底部は、
荷電粒子53を集めるアンテナの役割はするものの、高
アスペクト比ゲート電極パターン36を構成する多結晶
シリコン膜32(高アスペクト比のゲート電極となる)
に電荷が蓄積することはない。したがって、高アスペク
ト比ゲート電極パターン36を構成する多結晶シリコン
膜32の下方に位置するゲート絶縁膜31が、チャージ
した電荷により損傷することはほとんど生じない。
As a result, the pattern side wall and the pattern bottom of the high aspect ratio gate electrode pattern 36 are:
Although acting as an antenna for collecting the charged particles 53, the polycrystalline silicon film 32 constituting the high aspect ratio gate electrode pattern 36 (becomes a high aspect ratio gate electrode)
No charge is accumulated in the Therefore, the gate insulating film 31 located below the polycrystalline silicon film 32 forming the high aspect ratio gate electrode pattern 36 is hardly damaged by the charged charges.

【0037】一方、低アスペクト比ゲート電極パターン
37を構成する多結晶シリコン膜32(低アスペクト比
のゲート電極となる)には多少とも電荷が蓄積する。し
かしながら、これら低アスペクト比ゲート電極パターン
37は、チャージされる電荷量に比べて面積が比較的大
きいために、単位面積当たりの電荷のチャージ量は極端
に大きくならない。そのため、低アスペクト比ゲート電
極パターン37にチャージされた電荷によってその下方
のゲート絶縁膜31が損傷することもほとんど生じな
い。
On the other hand, some charge is accumulated in the polycrystalline silicon film 32 (which becomes a gate electrode having a low aspect ratio) constituting the low aspect ratio gate electrode pattern 37. However, since the area of these low aspect ratio gate electrode patterns 37 is relatively large as compared with the amount of charge to be charged, the amount of charge per unit area does not become extremely large. Therefore, the gate insulating film 31 under the low aspect ratio gate electrode pattern 37 is hardly damaged by the charge.

【0038】このような理由により、高アスペクト比ゲ
ート電極パターン36を構成する多結晶シリコン膜32
の下方に位置するゲート絶縁膜31が、チャージした電
荷により損傷することは生じない。
For this reason, the polycrystalline silicon film 32 forming the high aspect ratio gate electrode pattern 36 is formed.
The gate insulating film 31 located below the gate insulating film 31 is not damaged by the charged charges.

【0039】そして、広いスペースパターンにおいて、
被エッチング材である多結晶シリコン膜32が全て除去
されてゲート絶縁膜31が露出した時点でエッチングを
終了することで所望のゲート電極パターンが得られる
(図5(d)参照)。
Then, in a wide space pattern,
The desired gate electrode pattern is obtained by terminating the etching when the gate insulating film 31 is exposed by removing all the polycrystalline silicon film 32 as the material to be etched (see FIG. 5D).

【0040】RIE lag特性を示すエッチング条件
と、inverse RIE lag特性を示すエッチン
グ条件のもとで、図5(d)に示す構造をドライエッチ
ングした際におけるFDDB歩留まりのアンテナ比依存
性を比較した結果を図6に示す。なお、この測定に際し
ては、ゲート絶縁膜の膜厚3nm、ゲート長0.25μ
m、ゲート幅1μmとした。そして、ゲート電極に電圧
を印加していき、半導体基板とゲート電極間に1E−6
A/cm2の電流が流れた時を絶縁破壊とし、さらにこ
の時のゲート絶縁膜の電界が9mV/cm以下の場合を
不良とした。図4において、実線が本発明品(inve
rse RIE lag特性を示すエッチング条件)を示
し、点線が従来例品(RIE lag特性を示すエッチ
ング条件)を示している。
The result of comparing the antenna ratio dependence of the FDDB yield when the structure shown in FIG. 5D is dry-etched under the etching condition showing the RIE lag characteristic and the etching condition showing the inverse RIE lag characteristic. Is shown in FIG. In this measurement, the thickness of the gate insulating film was 3 nm and the gate length was 0.25 μm.
m, and the gate width was 1 μm. Then, a voltage is applied to the gate electrode, and 1E-6 is applied between the semiconductor substrate and the gate electrode.
The case where a current of A / cm 2 flowed was regarded as dielectric breakdown, and the case where the electric field of the gate insulating film was 9 mV / cm or less at this time was regarded as defective. In FIG. 4, the solid line is the product of the present invention (inve
RIE lag characteristic is shown), and the dotted line shows a conventional example (etching condition showing RIE lag characteristic).

【0041】図6から明らかなように、inverse
RIE lagを示す条件のもとでのドライエッチング
の方が、FDDB歩留まりが良好であることが分かる。
As is clear from FIG.
It can be seen that the FDDB yield is better when dry etching is performed under the condition indicating the RIE lag.

【0042】なお、第1、第2の実施形態における特性
測定(FDDB歩留まり)は、誘導結合プラズマ(IC
P:Inductively Coupled Plas
ma)エッチング装置を用いて行なった。
The characteristics measurement (FDDB yield) in the first and second embodiments is based on inductively coupled plasma (IC
P: Inductively Coupled Plas
ma) Performed using an etching apparatus.

【0043】また、各実施形態では、マスク材料にレジ
ストを用いたが、シリコン酸化膜、窒化シリコンをマス
クに用いた時も同様の効果を得ることができる。
In each embodiment, a resist is used as a mask material. However, a similar effect can be obtained when a silicon oxide film or silicon nitride is used as a mask.

【0044】また、被エッチング材として多結晶シリコ
ンを用いたが、アモルファスシリコンにおいても同様の
効果が得られる。
Although polycrystalline silicon is used as the material to be etched, the same effect can be obtained with amorphous silicon.

【0045】また、ゲート電極材料が、タングステンシ
リサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニ
ッケルシリサイド等のシリサイド材料とポリシリコンと
の積層膜、もしくは、上記シリサイド材料とアモルファ
スシリコンとの積層膜の場合でも同様の効果が得られ
る。
The same applies to the case where the gate electrode material is a laminated film of polysilicon and a silicide material such as tungsten silicide, titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, or a laminated film of the above silicide material and amorphous silicon. The effect is obtained.

【0046】さらに、ゲート電極材料が、金属膜とポリ
シリコン、もしくは、金属膜とアモルファスシリコンと
の積層膜、もしくはゲート電極材料が金属である場合
で、前記金属材料がタングステン、窒化タングステン、
チタン、窒化チタンのうち、いずれを用いても同様の効
果が得られる。
Further, when the gate electrode material is a metal film and polysilicon, or a laminated film of a metal film and amorphous silicon, or when the gate electrode material is metal, the metal material is tungsten, tungsten nitride,
The same effect can be obtained by using any of titanium and titanium nitride.

【0047】各実施形態におけるinverse RI
E lag特性を示すエッチング条件としては、例え
ば、次のものが挙げられる。ただし、これらはinve
rseRIE lag特性を示すエッチング条件の一例
に過ぎず、本発明がこれらの条件に限定されないのはい
うまでもない。
Inverse RI in each embodiment
Examples of the etching conditions showing the E lag characteristics include the following. However, these are inve
It is needless to say that the present invention is only an example of the etching condition showing the rseRIE lag characteristic, and the present invention is not limited to these conditions.

【0048】 Cl2流量 30 sccm HBr流量 30 sccm He−О2流量 7 sccm (He:О2=7:3) ガス圧 5 mTorr ICPパワー 200 W RFバイアス・パワー 200 W ウェーハ温度 50 ℃ 特にCl2の流量比が25〜100%のときにinve
rse RIE lag特性が示される。また、O2流量
比が0〜30%の範囲においてinverseRIE
lag特性が顕著に示されるため、次の条件においても
inverseRIE lag特性を示す。
Cl 2 flow rate 30 sccm HBr flow rate 30 sccm He-О 2 flow rate 7 sccm (He: О 2 = 7: 3) Gas pressure 5 mTorr ICP power 200 W RF bias power 200 W Wafer temperature 50 ° C. Especially Cl 2 When the flow rate ratio is 25-100%
The rss RIE lag characteristic is shown. In the case where the O 2 flow ratio is in the range of 0 to 30%, inverse RIE
Since the lag characteristic is remarkably exhibited, the inverse RIE lag characteristic is exhibited even under the following conditions.

【0049】 Cl2流量 60 sccm He−O2流量 15 sccm (He:O2=7:3) ガス圧 5 mTorr ICPパワー 200 W RFバイアス・パワー 200 W ウェーハ温度 50 ℃Cl 2 flow rate 60 sccm He—O 2 flow rate 15 sccm (He: O 2 = 7: 3) Gas pressure 5 mTorr ICP power 200 W RF bias power 200 W Wafer temperature 50 ° C.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上で述べたように、本発明により、R
IE lagに起因するアンテナ効果で生じるチャージ
アップダメージを低減できる。これにより、信頼性の高
い半導体装置の製造が可能となる。
As described above, according to the present invention, R
Charge-up damage caused by an antenna effect caused by the IE lag can be reduced. As a result, a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

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

【図1】inverse RIE lagを説明するため
の模式図
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an inverse RIE lag.

【図2】inverse RIE lagを用いた際のオ
ーバーエッチ時の荷電粒子挙動の概略図
FIG. 2 is a schematic view of the behavior of charged particles during overetching when using inverse RIE lag.

【図3】本発明の第1の実施形態に関する工程断面図FIG. 3 is a process cross-sectional view according to the first embodiment of the present invention.

【図4】第1の実施形態のチャージアップダメージ低減
具合を示す線図
FIG. 4 is a diagram showing how charge-up damage is reduced according to the first embodiment;

【図5】本発明の第2の実施形態に関する工程断面図FIG. 5 is a process cross-sectional view according to the second embodiment of the present invention.

【図6】第2の実施形態のチャージアップダメージ提言
具合を示す線図
FIG. 6 is a diagram showing a charge-up damage recommendation state according to the second embodiment;

【図7】チャージアップダメージの発生を表わす模式図FIG. 7 is a schematic diagram showing occurrence of charge-up damage.

【図8】ゲート絶縁膜破壊率とアンテナ比との関係を示
すグラフ
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a gate insulating film breakdown rate and an antenna ratio.

【図9】従来例の工程断面図FIG. 9 is a process sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 ゲート絶縁膜 3 ゲート電極 4 分離領域 5 多結晶シリコン 6 多結晶シリコンパターン 10 層間絶縁膜 11 ゲート電極に接続されているコンタクトホール 12 半導体基板に接続されているコンタクトホール 13 配線材料膜 20 高アスペクト比配線パターン 21 低アスペクト比配線パターン 36 高アスペクト比ゲート電極パターン 37 低アスペクト比ゲート電極パターン Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 gate insulating film 3 gate electrode 4 isolation region 5 polycrystalline silicon 6 polycrystalline silicon pattern 10 interlayer insulating film 11 contact hole connected to gate electrode 12 contact hole connected to semiconductor substrate 13 wiring material film Reference Signs List 20 high aspect ratio wiring pattern 21 low aspect ratio wiring pattern 36 high aspect ratio gate electrode pattern 37 low aspect ratio gate electrode pattern

フロントページの続き (72)発明者 中川 秀夫 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 林 重徳 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 久保田 正文 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 4M104 BB01 BB14 BB18 BB30 BB33 CC05 DD65 FF14 FF17 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F004 AA06 CA04 DA00 DA04 DA22 DA26 DB02 DB09 DB10 DB12 DB15 DB30 EA06 EA07 EA32 EB02 5F033 HH04 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH18 HH19 HH25 HH27 HH28 HH33 HH34 KK01 MM05 MM07 QQ08 QQ09 QQ13 QQ28 QQ37 XX00 5F040 DA00 DB01 DC01 EC01 EC07 EC09 EC13 FC21 FC22 Continuation of the front page (72) Inventor Hideo Nakagawa 1-1, Sachimachi, Takatsuki-shi, Osaka, Japan Inside Matsushita Electronics Corporation (72) Inventor Shigenori Hayashi 1-1, Sachimachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Corporation (72) Inventor Masafumi Kubota 1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka F-term (reference) 4M104 BB01 BB14 BB18 BB30 BB33 CC05 DD65 FF14 FF17 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F004 AA06 CA04 DA00 DA04 DA22 DA26 DB02 DB09 DB10 DB12 DB15 DB30 EA06 EA07 EA32 EB02 5F033 HH04 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH18 HH19 HH25 HH27 HH28 HH33 HH34 KK01 MM05 MM07 QQ08 QQ09 QQ13 ECQ EC09 EC07 EC00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上のゲート電極を層間絶縁膜
により被覆したうえでこの層間絶縁膜上に配線パターン
を形成してなり、前記配線パターンには、パターン密度
が密のパターン領域と疎のパターン領域とが混在すると
ともに、両パターン領域は、互いに電気的に分離されて
おり、かつ、前記密のパターン領域は前記ゲート電極に
電気的に接続され、前記疎のパターン領域は前記半導体
基板に電気的に接続された半導体装置の製造方法であっ
て、 前記層間絶縁膜上に配線材料膜を形成したのち、パター
ン密度が高いほど、エッチング速度が速くなるエッチン
グ条件によるドライエッチングで前記配線材料膜をパタ
ーニングすることで前記配線パターンを形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A gate electrode on a semiconductor substrate is covered with an interlayer insulating film, and then a wiring pattern is formed on the interlayer insulating film. While the pattern region is mixed, both pattern regions are electrically separated from each other, and the dense pattern region is electrically connected to the gate electrode, and the sparse pattern region is formed on the semiconductor substrate. A method for manufacturing an electrically connected semiconductor device, comprising: after forming a wiring material film on the interlayer insulating film, dry etching under etching conditions in which the higher the pattern density, the higher the etching rate; Forming the wiring pattern by patterning the semiconductor device.
【請求項2】 パターン密度が疎のパターン領域と密の
パターン領域とが混在してなり、かつ両パターン領域は
互いに電気的に分離されてなるゲート電極パターンをド
ライエッチングにより半導体基板上に形成する半導体装
置の製造方法であって、 前記半導体基板上にゲート電極材料膜を形成したのち、
パターン密度が高いほど、エッチング速度が速くなるエ
ッチング条件によるドライエッチングで前記ゲート電極
材料膜をパターニングすることで前記ゲート電極パター
ンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A gate electrode pattern in which a pattern region having a low pattern density and a pattern region having a low pattern density coexist, and both pattern regions are electrically separated from each other, is formed on a semiconductor substrate by dry etching. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate electrode material film on the semiconductor substrate;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate electrode pattern by patterning the gate electrode material film by dry etching under etching conditions in which an etching rate increases as a pattern density increases.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100478204B1 (en) * 2001-12-28 2005-03-23 동부아남반도체 주식회사 Device Structure with a Dummy Contact
JP2014011176A (en) * 2012-06-27 2014-01-20 Canon Inc Semiconductor device manufacturing method

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