Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4031752B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4031752B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device Download PDF

Info

Publication number
JP4031752B2
JP4031752B2 JP2003398640A JP2003398640A JP4031752B2 JP 4031752 B2 JP4031752 B2 JP 4031752B2 JP 2003398640 A JP2003398640 A JP 2003398640A JP 2003398640 A JP2003398640 A JP 2003398640A JP 4031752 B2 JP4031752 B2 JP 4031752B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
semiconductor integrated
integrated circuit
manufacturing
circuit device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003398640A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004165675A (en
Inventor
徳彦 玉置
光一 川嶋
康雄 桜井
健二 立岩
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 Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2003398640A priority Critical patent/JP4031752B2/en
Publication of JP2004165675A publication Critical patent/JP2004165675A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4031752B2 publication Critical patent/JP4031752B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体集積回路装置及びその製造方法に関し、特に、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の微細な繰り返しパターンを有する素子群の混載が可能なシステムLSIにおける、MOS型トランジスタのゲート電極・配線又はメタル配線等のライン状パターンを形成するための技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a gate electrode / wiring of a MOS transistor in a system LSI in which element groups having fine repetitive patterns such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) can be mixedly mounted. Alternatively, the present invention relates to a technique for forming a line pattern such as a metal wiring.

近年、例えばDRAMが混載された半導体集積回路装置として、搭載DRAM容量が20メガビットを超えるようなシステムLSIが量産化されつつある。   In recent years, for example, as a semiconductor integrated circuit device in which DRAM is mixedly mounted, a system LSI having a mounted DRAM capacity exceeding 20 megabits is being mass-produced.

また、DRAM、SRAM(Static Random Access Memory )又はROM(Read Only Memory)等のメモリー回路の1個の半導体チップへの搭載率(チップ全体の面積に対するメモリー回路の面積の比率:以下、占有面積率と称することもある)が用途又は仕様により異なるシステムLSIをはじめとする半導体集積回路装置の製造工程においては、ユニット回路が単に繰り返し配列されているだけではなく様々なレイアウトが施されたマスクパターンの加工が求められている。   Also, the mounting ratio of a memory circuit such as a DRAM, SRAM (Static Random Access Memory) or ROM (Read Only Memory) to one semiconductor chip (ratio of the area of the memory circuit to the area of the entire chip: hereinafter occupied area ratio) In the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device including a system LSI, which differs depending on the application or specifications, the unit circuits are not simply arranged repeatedly, but mask patterns with various layouts are used. Processing is required.

ところで、従来から、マスクパターンを用いて被加工膜に対してエッチングを行なうことにより得られるパターン(以下、加工パターンと称する)の形状又は寸法が、マスクパターンレイアウトつまり素子パターンの配置の仕方によって変化する現象が知られている。   Conventionally, the shape or dimension of a pattern (hereinafter referred to as a processing pattern) obtained by etching a film to be processed using a mask pattern varies depending on the mask pattern layout, that is, the arrangement of element patterns. The phenomenon is known.

その一例としては、フォトリソグラフィ工程におけるレジストパターン形成時に生じるパターン近接効果がある。これは、同じ設計形状及び設計寸法を有するパターンであっても、該パターンと、それに隣接する他のパターンとがどの程度接近しているか、又は隣接する他のパターンがどのような形状をしているか等によって、該パターンの加工形状又は加工寸法が異なってくる現象である。   As an example, there is a pattern proximity effect that occurs when a resist pattern is formed in a photolithography process. This is because even if the patterns have the same design shape and design dimensions, how close the pattern is to other adjacent patterns, or what is the shape of other adjacent patterns This is a phenomenon in which the processing shape or processing dimension of the pattern varies depending on whether or not it is.

また、他の例としては、ドライエッチング工程におけるローディング効果又はマイクロローディング効果があげられる。ローディング効果は、半導体チップ上における全被エッチング面積の大小に依存してエッチングレートが変化する現象であり、それによってパターン寸法の変動に若干の影響が生じることもある。マイクロローディング効果は、同一の半導体チップの内部にレイアウトされたパターンにおいて場所によって配列に粗密がある場合に、その粗密に依存して局所的にエッチングレートが異なる現象である。すなわち、全く同一のパターンであっても、それが疎に配列された箇所と密に配列された箇所とではエッチングレートが異なり、これによってもパターン寸法の変動に間接的な影響が生じる。   Another example is the loading effect or microloading effect in the dry etching process. The loading effect is a phenomenon in which the etching rate changes depending on the size of the entire etching area on the semiconductor chip, which may cause a slight influence on the variation in pattern dimensions. The microloading effect is a phenomenon in which the etching rate is locally different depending on the density when the arrangement in the patterns laid out inside the same semiconductor chip is dense depending on the location. That is, even if the patterns are exactly the same, the etching rate differs between the places where they are sparsely arranged and the places where they are densely arranged, and this also has an indirect influence on the variation in pattern dimensions.

前述のマスクパターンレイアウトに依存したパターン寸法の変動等の問題に対して、従来、近接効果又はローディング効果によってパターン寸法がマスクパターンレイアウトに依存して著しく変動すると考えられるようなマスク箇所でのみ、パターン寸法の変動を補正するような設計ルールが加えられていた。   In contrast to the above-described problems such as variation in pattern dimension depending on the mask pattern layout, the pattern has been conventionally used only at a mask location where the pattern dimension is considered to vary significantly depending on the mask pattern layout due to the proximity effect or loading effect. Design rules were added to compensate for dimensional variations.

また、DRAMの混載が可能なシステムLSIの製造においては、DRAM搭載の有無又はDRAM占有面積率(チップ全体の面積に対するDRAMの面積の比率)に関係なく同一の加工方法又は加工条件が用いられてきた。   Further, in the manufacture of a system LSI capable of incorporating DRAM, the same processing method or processing conditions have been used regardless of whether DRAM is installed or the DRAM occupation area ratio (ratio of the area of the DRAM to the area of the entire chip). It was.

しかしながら、LSIの微細化の進展に伴って、具体的には、集積回路パターン寸法が0.25μm以下、特に0.15μm以下という微細化の進展に伴って、より高精度な寸法制御が求められるようになってきたため、マスクパターンレイアウトの違いに起因して生じる寸法ばらつきが無視できなくなりつつある。   However, with the progress of miniaturization of LSIs, more specifically, with the progress of miniaturization of integrated circuit pattern dimensions of 0.25 μm or less, particularly 0.15 μm or less, more accurate dimension control is required. As a result, dimensional variations caused by differences in the mask pattern layout cannot be ignored.

図8は、24メガビットのDRAMが搭載された半導体集積回路装置(以下、DRAM搭載品種と称する)、及びDRAMが搭載されていない半導体集積回路装置(以下、DRAM非搭載品種と称する)のそれぞれの製造においてレジストパターンをマスクとしてドライエッチングによりゲート電極を形成した場合における、エッチング前のレジストパターンの寸法と完成したゲート電極の寸法との差であるCD(critical dimension)ロスの頻度分布を示している。尚、図8に示す結果は、DRAM搭載品種及びDRAM非搭載品種のそれぞれの製造において同一のゲート電極加工プロセスを採用して得られたものである。また、CDロスの計算方法は、(エッチング前のレジストパターンの寸法)−(完成したゲート電極の寸法)である。   FIG. 8 shows a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as a DRAM-equipped product) on which a 24-megabit DRAM is mounted and a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as a DRAM-uninstalled product) on which no DRAM is mounted. The frequency distribution of CD (critical dimension) loss, which is the difference between the dimension of the resist pattern before etching and the dimension of the completed gate electrode, when the gate electrode is formed by dry etching using the resist pattern as a mask in manufacturing is shown. . The results shown in FIG. 8 are obtained by adopting the same gate electrode processing process in the production of each of the DRAM-equipped and non-DRAM-equipped products. The CD loss calculation method is (size of resist pattern before etching) − (size of completed gate electrode).

図8に示すように、各品種について同一のゲート電極加工プロセスを用いているにも関わらず、パターン寸法にマスクパターンレイアウト依存性が発生している。   As shown in FIG. 8, although the same gate electrode processing process is used for each type, the pattern dimension dependency on the mask pattern occurs.

すなわち、従来の半導体集積回路装置の製造方法においては、同一のゲート電極加工プロセスを採用したとしても、品種の違いに伴うマスクパターンレイアウトの違いによって、ゲート電極寸法がばらついてしまう。言い換えると、ゲート電極寸法に品種依存性が発生してしまう。その結果、特定のマスクを用いて製造される半導体集積回路装置の特定の品種において、MOS型トランジスタの特性が設計仕様からずれてしまい、動作マージンが狭くなってしまうという問題が生じる。このような問題は設計ルールが0.18μm以下になると特に無視できなくなる。   In other words, in the conventional method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, even if the same gate electrode processing process is employed, the gate electrode dimensions vary due to the difference in the mask pattern layout accompanying the difference in product type. In other words, product type dependency occurs in the gate electrode dimensions. As a result, in a specific type of semiconductor integrated circuit device manufactured using a specific mask, the characteristics of the MOS transistor deviate from the design specification, and the operation margin becomes narrow. Such a problem cannot be ignored particularly when the design rule is 0.18 μm or less.

前記に鑑み、本発明は、MOS型トランジスタのゲート電極・配線又はメタル配線等のライン状パターンを形成するときに、マスクパターンレイアウトの違いに起因して寸法ばらつきが生じることを防止することを目的とする。   In view of the foregoing, an object of the present invention is to prevent dimensional variations caused by differences in mask pattern layout when forming a line pattern such as a gate electrode / wiring or metal wiring of a MOS transistor. And

前記の目的を達成するために、本願発明者らは、マスクパターンレイアウトの違いによって寸法ばらつきが生じる原因について検討した。   In order to achieve the above object, the inventors of the present application have examined the cause of dimensional variations caused by differences in mask pattern layout.

その結果、CMOS(Complementaly Metal-Oxide Semiconductor )からなるロジック回路が搭載されており、且つゲート電極及び配線が密に配列されてなるDRAM等のメモリー回路が搭載された半導体集積回路装置においては、メモリ回路の占有面積率によってパターン寸法が変動することを見いだした。   As a result, in a semiconductor integrated circuit device in which a logic circuit made of CMOS (Complementaly Metal-Oxide Semiconductor) is mounted and a memory circuit such as a DRAM in which gate electrodes and wirings are closely arranged is mounted, It was found that the pattern size fluctuates depending on the area occupied by the circuit.

また、マスクパターンレイアウトの違いによって寸法ばらつきが生じる現象は、被エッチング面積の大小つまりパターン面積の大小に依存して生じる前述のローディング効果とは性質が異なることを見いだした。さらに、この現象は、図8から明らかなように、チップ内部の局所的なパターンの粗密等に依存して生じるマイクロローディング効果とも異なり、チップ全体にわたってパターン寸法が変動するという新規な性質の現象であるということを見いだした。   Further, it has been found that the phenomenon in which the dimensional variation is caused by the difference in the mask pattern layout is different in nature from the loading effect which occurs depending on the size of the etched area, that is, the size of the pattern area. Further, as is apparent from FIG. 8, this phenomenon is a phenomenon of a novel property that the pattern dimension varies over the entire chip, unlike the microloading effect that occurs depending on the density of the local pattern inside the chip. I found that there was.

ところで、前述のように、ゲート電極寸法等の加工寸法における品種依存性はCDロスに起因して発生している。一方、現在のドライエッチング工程では、サイドエッチングを防止して異方性ドライエッチングを達成するために、側壁保護効果を有するエッチングガス(以下、デポガスと称する)を用いるか、又は側壁保護効果を有するエッチング反応生成物を形成している。例えば、ポリシリコン膜に対してドライエッチングを行なってゲート電極を形成する場合、エッチングガスとして塩素含有ガスが用いられると同時にデポガスとしてHBrガスがよく用いられる。このようにすると、ポリシリコン膜の側壁に、HBrとポリシリコンとの反応生成物であるSiBr4 からなる揮発性の低い側壁保護膜が形成される。また、アルミニウム膜に対してドライエッチングを行なってアルミニウム配線を形成する場合、最近、デポガスとしてCHF3 ガスがよく用いられる。ここで、フッ素含有ガスであるCHF3 ガスは、側壁保護膜を形成するために添加された堆積性のガスである一方、アルミニウム膜のエッチングには寄与しない。 By the way, as described above, the product type dependency in the processing dimension such as the gate electrode dimension occurs due to the CD loss. On the other hand, in the current dry etching process, in order to prevent side etching and achieve anisotropic dry etching, an etching gas having a sidewall protection effect (hereinafter referred to as a deposition gas) is used or has a sidewall protection effect. An etching reaction product is formed. For example, when a gate electrode is formed by performing dry etching on a polysilicon film, a chlorine-containing gas is often used as an etching gas and at the same time HBr gas is often used as a deposition gas. In this way, a low-volatility sidewall protective film made of SiBr 4 that is a reaction product of HBr and polysilicon is formed on the sidewall of the polysilicon film. Further, when dry etching is performed on an aluminum film to form an aluminum wiring, CHF 3 gas is often used as a deposition gas recently. Here, CHF 3 gas, which is a fluorine-containing gas, is a deposition gas added to form the sidewall protective film, but does not contribute to the etching of the aluminum film.

そして、マスクパターンレイアウトと無関係に同一のゲート電極加工プロセスを用いる場合において被エッチング膜の加工形状を側壁保護効果により制御しようとすると、保護対象となる被エッチング膜の側壁の面積が増大するに従って単位面積当たりの側壁保護効果が減少し、それによりCDロスが増大してしまうことを本願発明者らは見出した。   When the same gate electrode processing process is used regardless of the mask pattern layout, if the processing shape of the etching target film is controlled by the side wall protection effect, the unit of the etching target film to be protected increases as the area of the side wall increases. The inventors of the present application have found that the side wall protection effect per area is reduced, thereby increasing the CD loss.

図9は、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種における、単位面積当たりのゲート電極周縁長(ゲート電極の周縁部の長さ)とDRAM占有面積率との関係を示している。尚、図9のグラフにおいて、縦軸にとった「単位面積当たりのゲート電極周縁長」とは、所定の回路領域上におけるゲート電極の総周縁長を所定の回路領域の面積で割った値を意味する。ここで所定の回路領域はチップ全体であってもよい。   FIG. 9 shows the relationship between the peripheral length of the gate electrode per unit area (the length of the peripheral edge of the gate electrode) and the DRAM occupied area ratio in the products having various DRAM occupied area ratios including those not equipped with DRAM. Yes. In the graph of FIG. 9, the “peripheral length of the gate electrode per unit area” taken on the vertical axis is a value obtained by dividing the total peripheral length of the gate electrode on the predetermined circuit region by the area of the predetermined circuit region. means. Here, the predetermined circuit area may be the entire chip.

図9に示すように、DRAM占有面積率が増加するに従って、単位面積当たりのゲート電極周縁長が増大する。   As shown in FIG. 9, the gate electrode peripheral length per unit area increases as the DRAM occupation area ratio increases.

また、図10は、様々な品種における、単位面積当たりのゲート電極周縁長とCDロスとの関係を示している。   FIG. 10 shows the relationship between the gate electrode peripheral length per unit area and CD loss in various varieties.

図10に示すように、単位面積当たりのゲート電極周縁長が大きくなるとゲート電極寸法が細る(CDロスが正になる)一方、単位面積当たりのゲート電極周縁長が小さくなるとゲート電極寸法が太る(CDロスが負になる)。これは、単位面積当たりのゲート電極周縁長が大きくなるに従って、保護対象となる側壁の面積が増大し、それにより単位面積当たりの側壁保護効果が減少してしまうことが原因である。   As shown in FIG. 10, when the gate electrode peripheral length per unit area increases, the gate electrode dimension decreases (CD loss becomes positive), while when the gate electrode peripheral length per unit area decreases, the gate electrode dimension increases ( CD loss becomes negative). This is because the area of the side wall to be protected increases as the peripheral length of the gate electrode per unit area increases, thereby reducing the side wall protecting effect per unit area.

そして、本願発明者らは、単位面積当たりのゲート電極周縁長が大きくなるに従ってCDロスが負の値から正の値に単調に変化していくこと(図10参照)に着目して、品種によらず単位面積当たりのゲート電極周縁長を所定の範囲に設定するか、又は、単位面積当たりのゲート電極周縁長の品種毎の違いに応じてプロセス条件を調整することによって、マスクパターンレイアウトの違いに起因して寸法ばらつきが生じる事態を防止できることを見いだした。   The inventors of the present application pay attention to the fact that the CD loss monotonously changes from a negative value to a positive value as the peripheral length of the gate electrode per unit area increases (see FIG. 10). Regardless of the mask pattern layout difference, set the gate electrode perimeter per unit area within a predetermined range or adjust the process conditions according to the type of gate electrode perimeter per unit area. It has been found that it is possible to prevent the occurrence of dimensional variations due to the above.

具体的には、本発明に係る第1の半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とし、各半導体集積回路装置の製造工程は、ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じてドライエッチング条件を調整しながら被加工膜に対してドライエッチングを行なう工程を含む。   Specifically, a first method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a circuit pattern having a line pattern, and manufactures a plurality of semiconductor integrated circuit devices that share at least a part of the manufacturing process. Assuming a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the manufacturing process of each semiconductor integrated circuit device is performed on a film to be processed while adjusting dry etching conditions according to the peripheral length per unit area of the line pattern. Including a step of dry etching.

第1の半導体集積回路装置の製造方法によると、ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じてドライエッチング条件を調整しながら被加工膜に対してドライエッチングを行なうため、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、ライン状パターンの寸法を常に所定値と等しくできる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極又はメタル配線等の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   According to the first method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the dry etching is performed on the film to be processed while adjusting the dry etching conditions according to the peripheral length per unit area of the line-shaped pattern. Even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type, the dimension of the line pattern can always be made equal to the predetermined value. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of DRAM or the like differs depending on the application or specification, the processing dimensions of the gate electrode or metal wiring can be made constant regardless of the mask pattern layout, so that the semiconductor integrated circuit in which the variation in operation margin is eliminated A device can be realized.

第1の半導体集積回路装置の製造方法において、ドライエッチング条件を調整する工程は、ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長が一の範囲内にある場合に一のドライエッチング条件を設定する工程を含むことが好ましい。   In the first method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the step of adjusting the dry etching conditions includes the step of setting one dry etching condition when the peripheral length per unit area of the line pattern is within one range. It is preferable to include.

このようにすると、ドライエッチング条件の調整を簡単に行なえる。   In this way, the dry etching conditions can be easily adjusted.

本発明に係る第2の半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とし、各半導体集積回路装置の製造工程は、ライン状パターンと対応するレジストパターンを、その寸法をライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて調整しながら形成する工程を含む。   A second semiconductor integrated circuit device manufacturing method according to the present invention includes a circuit pattern having a line pattern, and a semiconductor integrated circuit for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having at least a part of a manufacturing process. Based on the manufacturing method of the circuit device, the manufacturing process of each semiconductor integrated circuit device forms a resist pattern corresponding to the line pattern while adjusting the dimension according to the peripheral length per unit area of the line pattern. Process.

第2の半導体集積回路装置の製造方法によると、ライン状パターンと対応するレジストパターンを、その寸法をライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて調整しながら形成するため、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、ライン状パターンの寸法を常に所定値と等しくできる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極又はメタル配線等の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   According to the second method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the resist pattern corresponding to the line pattern is formed while adjusting the dimension according to the peripheral length per unit area of the line pattern. Even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of the line, the dimension of the line pattern can always be made equal to the predetermined value. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of DRAM or the like differs depending on the application or specification, the processing dimensions of the gate electrode or metal wiring can be made constant regardless of the mask pattern layout, so that the semiconductor integrated circuit in which the variation in operation margin is eliminated A device can be realized.

本発明に係る第3の半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とし、各半導体集積回路装置の製造工程は、ライン状パターンと対応するレジストパターンを被加工膜の上に形成する第1の工程と、レジストパターンをマスクとして被加工膜に対してドライエッチングを行なう第2の工程とを備え、第2の工程は、エッチングにより被加工膜に形成される側壁を保護する側壁保護効果を有するエッチングガスを用いるか、又は側壁保護効果を有するエッチング反応生成物を形成する工程を含み、第1の工程及び第2の工程のうちの少なくとも1つの工程における処理方法又は処理条件を、回路パターンに含まれており且つ繰り返しパターンを有する素子群の面積の、回路パターンの配置領域の面積に対する比率に応じて調整する。   A third method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a circuit pattern having a line pattern, and a semiconductor integrated circuit for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having at least a part of a manufacturing process. Based on the manufacturing method of the circuit device, the manufacturing process of each semiconductor integrated circuit device includes a first step of forming a resist pattern corresponding to the line pattern on the film to be processed, and a film to be processed using the resist pattern as a mask. A second step of performing dry etching on the substrate, and the second step uses an etching gas having a side wall protecting effect for protecting the side wall formed on the film to be processed by etching, or has a side wall protecting effect. A method of processing in at least one of the first step and the second step, comprising the step of forming an etching reaction product having The physical condition, the area of the element groups and having a repeating pattern is included in the circuit pattern, adjusted in accordance with the ratio to the area of the arrangement region of the circuit pattern.

第3の半導体集積回路装置の製造方法によると、ライン状パターンと対応するレジストパターンを形成する第1の工程、又は、該レジストパターンをマスクとして被加工膜に対してドライエッチングを行なう第2の工程において、繰り返しパターンを有する素子群の面積の、回路パターンの配置領域の面積に対する比率(以下、素子群占有面積率と称する)に応じて処理方法又は処理条件を変更する。このため、エッチングにより被加工膜に形成される側壁の面積が、素子群占有面積率の違いつまりマスクパターンレイアウトの違いによって異なる場合にも、第2の工程での単位面積当たりの側壁保護効果の違いを打ち消すように第1の工程でレジストパターンの寸法を調整したり、又は、第2の工程で所望の単位面積当たりの側壁保護効果が得られるようにエッチング条件を調整したりすることができる。従って、回路パターンをリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によって形成するときに、マスクパターンレイアウトの違いに起因して寸法ばらつきが生じる事態を防止でき、それによって精度の良いゲート電極加工又は配線加工等を行なうことができる。   According to the third method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the first step of forming a resist pattern corresponding to the line pattern, or the second step of performing dry etching on the film to be processed using the resist pattern as a mask. In the process, the processing method or processing conditions are changed in accordance with the ratio of the area of the element group having the repetitive pattern to the area of the arrangement area of the circuit pattern (hereinafter referred to as element group occupation area ratio). Therefore, even when the area of the side wall formed on the film to be processed by etching differs due to the difference in the element group occupation area ratio, that is, the difference in the mask pattern layout, the side wall protection effect per unit area in the second step is improved. The resist pattern dimension can be adjusted in the first step so as to cancel the difference, or the etching conditions can be adjusted in the second step so as to obtain a desired side wall protection effect per unit area. . Therefore, when circuit patterns are formed by lithography technology and dry etching technology, it is possible to prevent the occurrence of dimensional variations due to differences in mask pattern layout, thereby performing highly accurate gate electrode processing or wiring processing, etc. Can do.

第3の半導体集積回路装置の製造方法において、素子群はDRAM等のメモリであってもよい。   In the third method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the element group may be a memory such as a DRAM.

第3の半導体集積回路装置の製造方法において、第1の工程は、素子群占有面積率が大きくなるに従って、レジストパターンの寸法を大きくする工程を含むことが好ましい。   In the third method for fabricating a semiconductor integrated circuit device, the first step preferably includes a step of increasing the size of the resist pattern as the element group occupation area ratio increases.

このようにすると、エッチングにより被加工膜に形成される側壁の面積が素子群占有面積率の増加により増大して、第2の工程で単位面積当たりの側壁保護効果が減少する場合にも、該側壁保護効果の減少分を補うことができるので、構成要素の寸法ばらつきを確実に抑制できる。   In this case, even when the side wall area formed in the film to be processed by etching increases due to an increase in the element group occupation area ratio, the side wall protection effect per unit area decreases in the second step. Since the decrease in the side wall protection effect can be compensated, the dimensional variation of the constituent elements can be reliably suppressed.

第3の半導体集積回路装置の製造方法において、第2の工程は、素子群占有面積率が大きくなるに従って、側壁保護効果が増大するようにエッチング条件を設定する工程を含むことが好ましい。   In the third method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, it is preferable that the second step includes a step of setting etching conditions so that the side wall protection effect increases as the element group occupation area ratio increases.

このようにすると、エッチングにより被加工膜に形成される側壁の面積が素子群占有面積率の増加により増大する場合にも、第2の工程で所望の単位面積当たりの側壁保護効果が得られるようにできるので、構成要素の寸法ばらつきを確実に抑制できる。   In this case, even when the area of the side wall formed on the film to be processed by etching increases due to an increase in the element group occupation area ratio, a desired side wall protection effect per unit area can be obtained in the second step. Therefore, the dimensional variation of the constituent elements can be reliably suppressed.

本発明によると、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、マスクパターンレイアウトの違いに起因してライン状パターンに寸法ばらつきが生じることを防止できる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極又はメタル配線等の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   According to the present invention, even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of the semiconductor integrated circuit device, it is possible to prevent the dimensional variation from occurring in the line pattern due to the difference in the mask pattern layout. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of DRAM or the like differs depending on the application or specification, the processing dimensions of the gate electrode or metal wiring can be made constant regardless of the mask pattern layout, so that the semiconductor integrated circuit in which the variation in operation margin is eliminated A device can be realized.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices that share at least a part of the manufacturing process. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed.

第1の実施形態の特徴は、ライン状パターンを有する回路パターンの配置領域にダミーパターンが挿入されており、それによってライン状パターンとダミーパターンとの合計の単位面積当たりの周縁長が所定の範囲に設定されていることである。   A feature of the first embodiment is that a dummy pattern is inserted in an arrangement region of a circuit pattern having a line-shaped pattern, whereby the total peripheral length per unit area of the line-shaped pattern and the dummy pattern is within a predetermined range. It is set to.

図1は、第1の実施形態に係る半導体集積回路装置におけるダミーパターン挿入前の回路パターンのレイアウトの一例を示しており、図2は、第1の実施形態に係る半導体集積回路装置におけるダミーパターン挿入後の回路パターンのレイアウトの一例を示している。尚、図1及び図2においては、ロジック回路の回路パターンを示しているが、第1の実施形態において、チップ上にロジック回路に加えて、RAM又はROM等のメモリ回路が搭載されていてもよい。   FIG. 1 shows an example of a circuit pattern layout before inserting a dummy pattern in the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment. FIG. 2 shows a dummy pattern in the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment. An example of the layout of the circuit pattern after insertion is shown. 1 and 2 show the circuit pattern of the logic circuit. In the first embodiment, in addition to the logic circuit, a memory circuit such as a RAM or a ROM may be mounted on the chip. Good.

図1に示すように、回路パターンは、MOS型トランジスタの活性領域パターン1及びゲート電極パターン2から構成されている。また、図2に示すように、活性領域パターン1及びゲート電極パターン2が設けられていない空き領域3に、短冊状又は線状のゲート電極ダミーパターン4が挿入されている。   As shown in FIG. 1, the circuit pattern is composed of an active region pattern 1 and a gate electrode pattern 2 of a MOS transistor. Further, as shown in FIG. 2, a strip-like or linear gate electrode dummy pattern 4 is inserted into an empty region 3 where the active region pattern 1 and the gate electrode pattern 2 are not provided.

このようにすると、チップ面積を増大させることなく、ゲート電極周縁長を増大せることができる。具体的には、図1に示すダミーパターン挿入前の回路パターンにおいては、単位面積当たりのゲート電極周縁長が500mm/mm2 であるのに対して、図2に示すダミーパターン挿入後の回路パターンにおいては、単位面積当たりのゲート電極周縁長が1600mm/mm2 に増大している。すなわち、第1の実施形態においては、ダミーパターンの挿入前の時点で、ゲート電極パターンが密集しているDRAM又はROM等の占有面積率が小さい結果(或いはDRAM又はROM等が搭載されていない結果)、単位面積当たりのゲート電極周縁長が500mm/mm2 と小さかった。そこで、図1に示す回路パターンにおけるゲート電極パターン2の単位面積当たりのゲート電極周縁長を、DRAM又はROMの搭載率が大きい他の品種における単位面積当たりのゲート電極周縁長に近づけるため、図2に示すように、ゲート電極ダミーパターン4を大量に挿入することによって、ゲート電極パターン2とゲート電極ダミーパターン4との合計の単位面積当たりのゲート電極周縁長を1600mm/mm2 と大幅に増大させている。 In this way, the peripheral length of the gate electrode can be increased without increasing the chip area. Specifically, in the circuit pattern before inserting the dummy pattern shown in FIG. 1, the peripheral length of the gate electrode per unit area is 500 mm / mm 2 , whereas the circuit pattern after inserting the dummy pattern shown in FIG. In FIG. 2 , the peripheral length of the gate electrode per unit area is increased to 1600 mm / mm 2 . That is, in the first embodiment, a result of a small occupation area ratio of a DRAM or ROM or the like in which gate electrode patterns are densely packed before insertion of a dummy pattern (or a result of no DRAM or ROM or the like being mounted). ) The peripheral length of the gate electrode per unit area was as small as 500 mm / mm 2 . Therefore, in order to bring the gate electrode peripheral length per unit area of the gate electrode pattern 2 in the circuit pattern shown in FIG. 1 closer to the gate electrode peripheral length per unit area in other varieties having a large DRAM or ROM mounting ratio, FIG. As shown in FIG. 5, the gate electrode peripheral length per unit area of the gate electrode pattern 2 and the gate electrode dummy pattern 4 is greatly increased to 1600 mm / mm 2 by inserting a large amount of the gate electrode dummy pattern 4. ing.

ところで、単位面積当たりのゲート電極周縁長の品種毎の違いに起因してゲート電極加工プロセス(具体的にはゲート電極エッチング)で生じるCDロスのばらつきを、寸法測定又はレチクル製造等に伴う誤差範囲である0〜0.003μmに抑制するためには、単位面積当たりのゲート電極周縁長の品種毎の違いを500mm/mm2 程度の範囲に抑える必要がある(図10参照)。 By the way, the variation in CD loss caused by the gate electrode processing process (specifically, gate electrode etching) due to the difference in the peripheral length of the gate electrode per unit area varies depending on the size measurement or reticle manufacturing. In order to suppress to 0 to 0.003 μm, it is necessary to suppress the difference in the peripheral length of the gate electrode per unit area in the range of about 500 mm / mm 2 (see FIG. 10).

一方、システムLSIでは、ゲート電極パターンが密集しているDRAM又はROM等の搭載率が品種によって大きく異なり、その結果、単位面積当たりのゲート電極周縁長が品種毎に大きくばらつく。ここで、単位面積当たりのゲート電極周縁長が最大となるのは、ゲート電極パターンが最も密集するDRAMセルを有する汎用DRAMであって、その値は2500mm/mm2 程度である。 On the other hand, in the system LSI, the mounting rate of DRAMs or ROMs or the like in which gate electrode patterns are densely varies greatly depending on the product type. As a result, the peripheral length of the gate electrode per unit area varies greatly from product to product type. Here, the peripheral length of the gate electrode per unit area becomes the maximum in a general-purpose DRAM having a DRAM cell in which the gate electrode patterns are most dense, and the value is about 2500 mm / mm 2 .

従って、単位面積当たりのゲート電極周縁長の品種による違いを500mm/mm2 程度の範囲に抑えるために、規格範囲(前述の所定の範囲)を2000〜2500mm/mm2 程度と設定してもよい。しかしながら、ダミーパターン挿入前のレイアウトによっては、2000mm/mm2 という単位面積当たりのゲート電極周縁長を満たすようにダミーパターンを挿入できない品種が存在する場合がある。現実的には、70%以上の占有面積率でDRAMが搭載されたシステムLSIは発生しないと想定できる。そこで、本実施形態においては、DRAM占有面積率が80%である場合に相当する2000mm/mm2 を単位面積当たりのゲート電極周縁長の規格範囲の上限とし、1600〜2000mm/mm2 を単位面積当たりのゲート電極周縁長の規格範囲として設定した。 Therefore, in order to suppress the difference by varieties of the gate electrode periphery length per unit area in the range of about 500 mm / mm 2, the standard range (predetermined range) may be set with 2000~2500mm / mm 2 approximately . However, depending on the layout before inserting the dummy pattern, there may be a variety in which the dummy pattern cannot be inserted so as to satisfy the peripheral length of the gate electrode per unit area of 2000 mm / mm 2 . Actually, it can be assumed that a system LSI on which DRAM is mounted with an occupation area ratio of 70% or more does not occur. Therefore, in this embodiment, 2000 mm / mm 2 corresponding to the case where the DRAM occupation area ratio is 80% is set as the upper limit of the standard range of the peripheral length of the gate electrode per unit area, and 1600 to 2000 mm / mm 2 is set as the unit area. It was set as the standard range of the peripheral edge length of the gate electrode.

第1の実施形態によると、ゲート電極ダミーパターン4の挿入によって、チップ全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長、つまり、ゲート電極パターン2とゲート電極ダミーパターン4との合計の単位面積当たりのゲート電極周縁長(図示しないメモリ回路が搭載されている場合にはそれに含まれる他のゲート電極パターンも加えた単位面積当たりのゲート電極周縁長)を所定の範囲に設定することができる。具体的には、所定の範囲として、メモリ回路の単位面積当たりのゲート電極周縁長、つまり、最も大きい単位面積当たりのゲート電極周縁長の70〜100%を想定することが望ましい。このとき、該規格が満たされるようにするためには、挿入されるゲート電極ダミーパターン4の単位面積当たりの周縁長(例えばゲート電極ダミーパターン4の周縁長を空き領域3の面積で割った値)は、メモリ回路の単位面積当たりのゲート電極周縁長の70%以上である必要がある。このようにすると、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、チップ全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長を確実に所定の範囲に設定できる。例えば、メモリ回路等の特定回路はその単位面積当たりのゲート電極周縁長が大きいため、チップ全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長を大きく左右する。そして、チップ内における、このような特定回路の占有面積率が品種によって変動する場合にも、前述のようにダミーパターンを用いることによって、チップ全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長のばらつきを抑制できる。その結果、マスクパターンレイアウトの違いに起因して寸法ばらつきが生じることを防止できる。すなわち、ゲート電極パターン2を常に一定の寸法に精度良くエッチング加工することが可能となる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極パターン2の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   According to the first embodiment, by inserting the gate electrode dummy pattern 4, the peripheral length of the gate electrode per unit area in the entire chip, that is, the gate per unit area of the gate electrode pattern 2 and the gate electrode dummy pattern 4 in total. The electrode peripheral length (when a memory circuit (not shown) is mounted, the gate electrode peripheral length per unit area including other gate electrode patterns included therein) can be set within a predetermined range. Specifically, it is desirable to assume a gate electrode peripheral length per unit area of the memory circuit, that is, 70 to 100% of the largest gate electrode peripheral length per unit area as the predetermined range. At this time, in order to satisfy the standard, the peripheral length per unit area of the gate electrode dummy pattern 4 to be inserted (for example, the value obtained by dividing the peripheral length of the gate electrode dummy pattern 4 by the area of the empty region 3) ) Needs to be 70% or more of the peripheral length of the gate electrode per unit area of the memory circuit. In this way, even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of semiconductor integrated circuit device, the peripheral length of the gate electrode per unit area in the entire chip can be reliably set within a predetermined range. For example, since a specific circuit such as a memory circuit has a large gate electrode peripheral length per unit area, the gate electrode peripheral length per unit area in the entire chip greatly affects. Even when the area occupied by a specific circuit in a chip varies depending on the type, the dummy pattern is used as described above to suppress variations in the peripheral length of the gate electrode per unit area in the entire chip. it can. As a result, it is possible to prevent dimensional variations from occurring due to differences in the mask pattern layout. That is, the gate electrode pattern 2 can always be etched accurately with a constant dimension. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of a DRAM or the like varies depending on the application or specification, the processing dimension of the gate electrode pattern 2 can be made constant regardless of the mask pattern layout. realizable.

尚、第1の実施形態において、ゲート電極パターン2の加工方法は、特に限定されるものではないが、例えば、平行平板型RIE(リアクティブ・イオン・エッチング)装置を用いると共に、主なドライエッチング条件としてCl2 ガス流量を0.04SLM(Standard Litter per Minute)、HBrガス流量を0.08SLM、圧力を20Pa、RFパワーを300Wに設定して、ポリシリコン膜に対してエッチングを行なうことにより、ゲート電極パターン2を形成してもよい。 In the first embodiment, the method of processing the gate electrode pattern 2 is not particularly limited. For example, a parallel plate RIE (reactive ion etching) apparatus is used and main dry etching is performed. By etching the polysilicon film by setting the Cl 2 gas flow rate as 0.04 SLM (Standard Litter per Minute), the HBr gas flow rate as 0.08 SLM, the pressure as 20 Pa, and the RF power as 300 W as conditions, The gate electrode pattern 2 may be formed.

また、第1の実施形態において、ダミーパターンを用いることなしに、ゲート電極パターン等の、回路パターンを構成するライン状パターンの単位面積当たりの周縁長が所定の範囲に設定されていてもよい。   In the first embodiment, the peripheral length per unit area of the line pattern constituting the circuit pattern such as the gate electrode pattern may be set within a predetermined range without using the dummy pattern.

また、第1の実施形態において、ゲート電極加工を対象としたが、これに限られず、他のライン状パターンを有するレイヤーの微細加工、例えばアルミニウム又は銅等からなるメタル配線の加工等を対象としても、同様の高い加工精度を達成することができる。   In the first embodiment, the gate electrode processing is targeted, but the present invention is not limited to this, and the target is microfabrication of a layer having another line pattern, for example, processing of a metal wiring made of aluminum or copper. The same high processing accuracy can be achieved.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。
(Second Embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices that share at least a part of the manufacturing process. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed.

第2の実施形態の特徴は、被露光基板となるウェハ上において、ライン状パターンを有する回路パターンを転写するための露光ショット数と、ダミーパターンを転写するための露光ショット数との比を調整することによって、転写される全てのライン状パターンと転写される全てのダミーパターンとの合計の単位面積当たりの周縁長を所定の範囲に設定することである。   The feature of the second embodiment is that the ratio between the number of exposure shots for transferring a circuit pattern having a line pattern and the number of exposure shots for transferring a dummy pattern is adjusted on a wafer to be exposed. By doing this, the total peripheral length per unit area of all the transferred linear patterns and all the transferred dummy patterns is set within a predetermined range.

図3(a)は、第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法における、ポリシリコンゲート電極パターンを形成するためのリソグラフィー工程でのパターン露光ショットマップの一例を示しており、図3(b)は、該リソグラフィー工程で用いられるダミーパターンの一例を示している。   FIG. 3A shows an example of a pattern exposure shot map in a lithography process for forming a polysilicon gate electrode pattern in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment. (B) shows an example of a dummy pattern used in the lithography process.

第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法においては、図3(a)に示すように、回路パターンがそれぞれ転写される第1の露光領域11の数(つまり回路パターンを転写するための露光ショット数)と、ダミーパターンがそれぞれ転写される第2の露光領域12の数(つまりダミーパターンを転写するための露光ショット数)とがウェハ10上で調整される。また、各第2の露光領域12においては、図3(b)に示すように、例えば0.2μm幅のラインと0.2μm幅のスペースとからなる短冊状のダミーパターン13が単純に敷き詰められるように転写される。   In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment, as shown in FIG. 3A, the number of first exposure regions 11 to which each circuit pattern is transferred (that is, to transfer the circuit pattern). And the number of second exposure regions 12 onto which the dummy patterns are transferred (that is, the number of exposure shots for transferring the dummy patterns) are adjusted on the wafer 10. Further, in each second exposure region 12, as shown in FIG. 3B, strip-like dummy patterns 13 composed of, for example, 0.2 μm wide lines and 0.2 μm wide spaces are simply laid. So that it is transcribed.

これによって、例えばウエハ10上における単位面積当たりのゲート電極周縁長、つまり、転写される全ての回路パターンに含まれるゲート電極パターンと、転写される全てのダミーパターン13との合計の単位面積当たりのゲート電極周縁長を、半導体集積回路装置のマスクパターンレイアウト、つまり回路パターンと対応するマスクパターンレイアウトに依存しない一定の範囲に抑えることが可能となる。   Accordingly, for example, the peripheral length of the gate electrode per unit area on the wafer 10, that is, the total per unit area of the gate electrode pattern included in all the circuit patterns to be transferred and all the dummy patterns 13 to be transferred. The peripheral length of the gate electrode can be suppressed to a certain range that does not depend on the mask pattern layout of the semiconductor integrated circuit device, that is, the mask pattern layout corresponding to the circuit pattern.

具体的には、本実施形態においては、回路パターン形成用のレチクルマスクとは別に、ダミーパターン13を転写するためのダミーのレチクルマスクを用いるため、第1実施形態と比べて、ウエハ10全体としての単位面積当たりのゲート電極周縁長をより大きくすることが可能である。   Specifically, in the present embodiment, a dummy reticle mask for transferring the dummy pattern 13 is used separately from the circuit pattern forming reticle mask, so that the entire wafer 10 is compared with the first embodiment. It is possible to further increase the peripheral length of the gate electrode per unit area.

また、本実施形態において、ウエハ10全体としての単位面積当たりのゲート電極周縁長を例えば第1の実施形態と同じく1600〜2000mm/mm2 の範囲にするために、第2の露光領域12がウェハ10上において占める面積割合Aを次のように計算することができる。但し、各第2の露光領域12に転写されるダミーパターンの単位面積当たりの周縁長が例えば5000mm/mm2 であり、各第1の露光領域11に転写される回路パターンにおける単位面積当たりのゲート電極周縁長が例えば500mm/mm2 であるとする。 Further, in the present embodiment, the second exposure region 12 is formed on the wafer 10 so that the peripheral length of the gate electrode per unit area of the entire wafer 10 is, for example, in the range of 1600 to 2000 mm / mm 2 as in the first embodiment. The area ratio A occupying 10 can be calculated as follows. However, the peripheral length per unit area of the dummy pattern transferred to each second exposure region 12 is, for example, 5000 mm / mm 2 , and the gate per unit area in the circuit pattern transferred to each first exposure region 11. It is assumed that the electrode peripheral length is, for example, 500 mm / mm 2 .

すなわち、
1600≦5000×A+500×(1−A)≦2000
の関係式が成り立つので、
0.244≦A≦0.333
となる。これにより、第2の露光領域12がウェハ10上において占める面積割合が約24.5%以上になるように、ダミーパターンを転写するための露光ショット数を設定する必要があることになる。具体的には、本実施形態においては、図3(a)に示すように、ウェハ10上における3/4(75%)の面積に回路パターン転写用の第1の露光領域11が設けられており、ウェハ10上における残り1/4(25%)の面積にダミーパターン転写用の第2の露光領域12が設けられている。
That is,
1600 ≦ 5000 × A + 500 × (1-A) ≦ 2000
Since the relational expression of
0.244 ≦ A ≦ 0.333
It becomes. Thus, it is necessary to set the number of exposure shots for transferring the dummy pattern so that the area ratio of the second exposure region 12 on the wafer 10 is about 24.5% or more. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, a first exposure region 11 for circuit pattern transfer is provided in an area of 3/4 (75%) on the wafer 10. The second exposure region 12 for transferring the dummy pattern is provided in the remaining 1/4 (25%) area on the wafer 10.

第2の実施形態によると、ウェハ10全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長が所定の範囲に設定されるように、回路パターン転写の露光ショット数とダミーパターン転写の露光ショット数との比を調整する。従って、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、マスクパターンレイアウトの違いに起因してゲート電極パターンに寸法ばらつきが生じることを防止できる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極パターンの加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   According to the second embodiment, the ratio between the number of exposure shots for circuit pattern transfer and the number of exposure shots for dummy pattern transfer is set so that the peripheral length of the gate electrode per unit area in the entire wafer 10 is set within a predetermined range. adjust. Therefore, even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of semiconductor integrated circuit device, it is possible to prevent the dimensional variation in the gate electrode pattern due to the difference in the mask pattern layout. Therefore, even in system LSIs where the mounting rate of DRAM, etc. varies depending on the application or specifications, the processing dimensions of the gate electrode pattern can be made constant regardless of the mask pattern layout, thereby realizing a semiconductor integrated circuit device that eliminates variations in operation margins. it can.

尚、第2の実施形態において、ダミーパターンの単位面積当たりの周縁長は、半導体集積回路装置に搭載されるメモリ回路における単位面積当たりのゲート電極周縁長の70%以上であることが好ましい。   In the second embodiment, the peripheral length per unit area of the dummy pattern is preferably 70% or more of the peripheral length of the gate electrode per unit area in the memory circuit mounted on the semiconductor integrated circuit device.

また、第2の実施形態において、ウェハ全体における単位面積当たりのゲート電極周縁長が、メモリ回路における単位面積当たりのゲート電極周縁長の70〜100%に設定されるように、回路パターンを転写するための露光ショット数と、ダミーパターンを転写するための露光ショット数との比を調整することが好ましい。   In the second embodiment, the circuit pattern is transferred so that the gate electrode peripheral length per unit area in the entire wafer is set to 70 to 100% of the gate electrode peripheral length per unit area in the memory circuit. It is preferable to adjust the ratio between the number of exposure shots for transferring the number of exposure shots for transferring the dummy pattern.

また、第2の実施形態において、ゲート電極加工を対象としたが、これに限られず、他のライン状パターンを有するレイヤーの微細加工、例えばアルミニウム又は銅等からなるメタル配線の加工等を対象としても、同様の高い加工精度を達成することができる。   In the second embodiment, the gate electrode processing is targeted, but the present invention is not limited to this, and the target is microfabrication of a layer having another line pattern, for example, processing of a metal wiring made of aluminum or copper. The same high processing accuracy can be achieved.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。
(Third embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and is used for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices that share at least a part of the manufacturing process. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed.

第3の実施形態の特徴は、回路パターンを構成するライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じてドライエッチング条件を調整しながら被加工膜に対してドライエッチングを行なうことである。以下、ゲート電極パターンを形成するためのドライエッチング条件を選択することによって、半導体集積回路装置のマスクパターンレイアウトに対するゲート電極パターンの寸法依存性を抑制する場合を例として説明する。   The feature of the third embodiment is that dry etching is performed on the film to be processed while adjusting the dry etching conditions according to the peripheral length per unit area of the line pattern constituting the circuit pattern. Hereinafter, a case will be described as an example where the size dependency of the gate electrode pattern on the mask pattern layout of the semiconductor integrated circuit device is suppressed by selecting the dry etching conditions for forming the gate electrode pattern.

図4は、様々なレイアウトの回路が組み込まれた複数品種の半導体集積回路装置の製造においてポリシリコンゲート電極パターンをドライエッチングにより形成する時に、チップ上における単位面積当たりのゲート電極周縁長をパラメータ(パラメータS1:600mm/mm、パラメータS2:1000mm/mm、パラメータS3:1400mm/mmパラメータS4:1800mm/mm)として、ドライエッチング用ガスの流量とゲート電極パターンのCDロスとの関係を実験により求めた結果を示すグラフである。ここで、図4に示す実験結果は、エッチングガスとして、HBr及びClと、He等の冷却ガスとの混合ガスを用いると共に、該混合ガスのうちHBrのガス流量を可変とすることによって得られたものである。 FIG. 4 is a diagram showing parameters of the gate electrode peripheral length per unit area on a chip when a polysilicon gate electrode pattern is formed by dry etching in manufacturing a plurality of types of semiconductor integrated circuit devices in which circuits of various layouts are incorporated. Parameter S1: 600 mm / mm 2 , parameter S2: 1000 mm / mm 2 , parameter S3: 1400 mm / mm 2 , parameter S4 : 1800 mm / mm 2 ), the relationship between the flow rate of the dry etching gas and the CD loss of the gate electrode pattern It is a graph which shows the result calculated | required by experiment. Here, the experimental results shown in FIG. 4 are obtained by using a mixed gas of HBr and Cl 2 and a cooling gas such as He as the etching gas and making the gas flow rate of HBr out of the mixed gas variable. It is what was done.

図4に示すように、HBrガス流量が同じであっても単位面積当たりのゲート電極周縁長が異なると、それに伴ってゲート電極パターンのCDロスも異なってくる。一方、単位面積当たりのゲート電極周縁長のどんな値に対しても、HBrガス流量を変えていくと、特定の流量でCDロスをほぼ0にすることができる。   As shown in FIG. 4, even if the HBr gas flow rate is the same, if the peripheral length of the gate electrode per unit area is different, the CD loss of the gate electrode pattern is also changed accordingly. On the other hand, if the HBr gas flow rate is changed for any value of the peripheral length of the gate electrode per unit area, the CD loss can be made substantially zero at a specific flow rate.

従って、第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法では、予め、各半導体集積回路装置の回路パターンにおける単位面積当たりのゲート電極周縁長を求めておくと同時に、図4に示すようなドライエッチング条件とCDロスとの関係を実験的に求めておく。そして、求められた単位面積当たりのゲート電極周縁長に対して、ゲート電極パターンのCDロスが設計上許容される程度において実質的に0となるようなドライエッチング条件(図4ではHBrガス流量)、言い換えると、ゲート電極パターンの寸法が設計上決定された目標寸法と等しくなるようなドライエッチング条件を選択して、ゲート電極となるポリシリコン膜に対してドライエッチングを行なう。   Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment, the peripheral length of the gate electrode per unit area in the circuit pattern of each semiconductor integrated circuit device is obtained in advance, and at the same time as shown in FIG. The relationship between dry etching conditions and CD loss is experimentally determined. Then, with respect to the obtained gate electrode peripheral length per unit area, dry etching conditions such that the CD loss of the gate electrode pattern is substantially zero to the extent permitted by design (HBr gas flow rate in FIG. 4). In other words, dry etching conditions are selected such that the dimension of the gate electrode pattern is equal to the target dimension determined by design, and dry etching is performed on the polysilicon film serving as the gate electrode.

ところで、例えばメモリ回路とロジック回路とが搭載された複数品種の半導体集積回路装置の製造において、品種毎に加工パターンの目標寸法は同一であるがレイアウトが大きく異なる場合に、以上に説明した方法を用いることによって、原則的には、レイアウトに関わりなく正確なパターンエッチングを実行することができる。しかしながら、実際には、レイアウトの異なる品種毎にドライエッチング条件を求めることは、つまり、ドライエッチング条件を品種毎に変えることは量産性の点では好ましくない。   By the way, for example, in the manufacture of a plurality of types of semiconductor integrated circuit devices on which a memory circuit and a logic circuit are mounted, the method described above is used when the target dimension of the processing pattern is the same for each type but the layout is greatly different. In principle, accurate pattern etching can be performed regardless of the layout. However, in practice, it is not preferable in terms of mass productivity to obtain the dry etching conditions for each type having different layouts, that is, to change the dry etching conditions for each type.

そこで、本実施形態において、単位面積当たりのゲート電極周縁長を複数の範囲に区分して、各範囲の単位面積当たりのゲート電極周縁長に対してそれぞれ1つのドライエッチング条件を設定するようにしてもよい。   Therefore, in this embodiment, the gate electrode peripheral length per unit area is divided into a plurality of ranges, and one dry etching condition is set for each gate electrode peripheral length per unit area in each range. Also good.

[表1]は、ポリシリコンゲート電極パターンをドライエッチングにより形成する際における、単位面積当たりのゲート電極周縁長の各範囲に対するドライエッチング工程の最適条件を示している。   [Table 1] shows the optimum conditions of the dry etching process for each range of the peripheral length of the gate electrode per unit area when the polysilicon gate electrode pattern is formed by dry etching.

Figure 0004031752
[表1]に示すように、単位面積当たりのゲート電極周縁長を複数の範囲に区切って、各範囲毎に異なるドライエッチング条件(具体的には異なるHBrガス流量)が適用されている。[表1]に示すドライエッチング条件を用いた場合、図4との対応関係から明らかなように、単位面積当たりのゲート電極周縁長の各範囲(S1〜S4)に対してゲート電極パターンのCDロスがほぼ0±0.002μm以内の小さい値に収まっている。これにより、0.1μm以下の設計ルールのデバイスの製造においても十分なパターン精度を得ることができる。
Figure 0004031752
As shown in [Table 1], the gate electrode peripheral length per unit area is divided into a plurality of ranges, and different dry etching conditions (specifically, different HBr gas flow rates) are applied to each range. When the dry etching conditions shown in [Table 1] are used, as is clear from the correspondence with FIG. 4, the CD of the gate electrode pattern for each range (S1 to S4) of the peripheral length of the gate electrode per unit area (S1 to S4). The loss is within a small value within about 0 ± 0.002 μm. Thereby, sufficient pattern accuracy can be obtained even in the manufacture of a device having a design rule of 0.1 μm or less.

すなわち、第3の実施形態によると、単位面積当たりのゲート電極周縁長に応じて、ゲート電極となるポリシリコン膜に対するドライエッチングの条件を調整しながらポリシリコン膜に対してドライエッチングを行なうため、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、ゲート電極パターンの寸法を常に所定値と等しくできる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   That is, according to the third embodiment, the dry etching is performed on the polysilicon film while adjusting the dry etching conditions for the polysilicon film serving as the gate electrode according to the peripheral length of the gate electrode per unit area. Even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of semiconductor integrated circuit device, the dimensions of the gate electrode pattern can always be made equal to a predetermined value. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of DRAM or the like varies depending on the application or specification, the processing dimension of the gate electrode can be made constant regardless of the mask pattern layout, so that it is possible to realize a semiconductor integrated circuit device in which variation in operation margin is eliminated. .

また、第3の実施形態によると、単位面積当たりのゲート電極周縁長を複数の範囲に区分して、各範囲に対してそれぞれ1つのドライエッチング条件を設定するため、ドライエッチング条件を品種毎に変える場合と比べて、ドライエッチング条件の調整を簡単に行なえる。   Further, according to the third embodiment, the gate electrode peripheral length per unit area is divided into a plurality of ranges, and one dry etching condition is set for each range. Compared with the case of changing, the dry etching conditions can be easily adjusted.

尚、第3の実施形態においては、ポリシリコンゲート電極を形成するためのドライエッチングにおいてHBrガス流量の調整によってゲート電極パターンのCDロスを制御したが、これに代えて、全てのエッチングガスの総流量、エッチングガス圧力、又はドライエッチング装置のRFパワー等を調整することによっても最適なドライエッチング条件を設定することが可能である。   In the third embodiment, the CD loss of the gate electrode pattern is controlled by adjusting the HBr gas flow rate in the dry etching for forming the polysilicon gate electrode. It is possible to set the optimum dry etching conditions by adjusting the flow rate, the etching gas pressure, or the RF power of the dry etching apparatus.

また、第3の実施形態において、例えばリソグラフィー工程で光反射防止膜となる有機塗布膜を、ゲート電極となるポリシリコン膜上に形成する場合、或いは、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition )法によってハードマスクとなるシリコン酸化膜等を、ゲート電極となるポリシリコン膜上に形成する場合等においては、ポリシリコン膜に対するエッチング条件に代えて、前述の有機塗布膜又はCVDシリコン酸化膜等に対するエッチング条件を調整してもよい。   In the third embodiment, when an organic coating film that becomes an antireflection film is formed on a polysilicon film that becomes a gate electrode in a lithography process, for example, or a hard mask is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. In the case where the silicon oxide film or the like to be formed on the polysilicon film to be the gate electrode, the etching conditions for the organic coating film or the CVD silicon oxide film are adjusted instead of the etching conditions for the polysilicon film. May be.

また、第3の実施形態において、ゲート電極加工を対象としたが、これに限られず、他のライン状パターンを有するレイヤーの微細加工、例えばメタル配線のエッチング加工、或いは、埋め込み配線用溝を形成するための絶縁膜のエッチング加工等を対象としても、同様の高い加工精度を達成することができる。   In the third embodiment, the gate electrode processing is targeted. However, the present invention is not limited to this. Fine processing of a layer having another line pattern, for example, etching processing of metal wiring, or formation of a trench for embedded wiring is formed. The same high processing accuracy can be achieved even when etching the insulating film for the purpose.

(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。
(Fourth embodiment)
A semiconductor integrated circuit device manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having at least a part of the manufacturing process. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed.

第3の実施形態においては、回路パターンを構成するライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じてドライエッチング条件を調整した。それに対して、第4の実施形態の特徴は、回路パターンを構成するライン状パターンと対応するレジストパターンを、その寸法をライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて調整しながら形成することである。以下、ゲート電極パターンと対応するレジストパターンの寸法を調整することによって、半導体集積回路装置のマスクパターンレイアウトに対するゲート電極パターンの寸法依存性を抑制する場合を例として説明する。   In the third embodiment, the dry etching conditions are adjusted according to the peripheral length per unit area of the line pattern constituting the circuit pattern. On the other hand, the feature of the fourth embodiment is that a resist pattern corresponding to the line pattern constituting the circuit pattern is formed while adjusting the dimension according to the peripheral length per unit area of the line pattern. It is. Hereinafter, an example will be described in which the dimension dependency of the gate electrode pattern on the mask pattern layout of the semiconductor integrated circuit device is suppressed by adjusting the dimension of the resist pattern corresponding to the gate electrode pattern.

具体的には、第4の実施形態においては、様々なレイアウトの回路が組み込まれた複数品種の半導体集積回路装置の製造においてポリシリコンゲート電極パターンをドライエッチングにより形成する時に、エッチングガスとして、HBr及びCl2 と、He等の冷却ガスとの混合ガスを用いると共に、該混合ガスのうちHBrのガス流量を0.07SLMに固定する。すなわち、第4の実施形態においては、ドライエッチング条件を、第3の実施形態の[表1]に示すレシピNo.PS3のドライエッチング条件(標準的な条件)に固定する。このようにドライエッチング条件を固定した場合、例えば第3の実施形態の図4に示すように、マスクパターンレイアウトによってゲート電極パターンのCDロスの値が異なってくる。 Specifically, in the fourth embodiment, when a polysilicon gate electrode pattern is formed by dry etching in the manufacture of a plurality of types of semiconductor integrated circuit devices incorporating various layout circuits, HBr is used as an etching gas. In addition, a mixed gas of Cl 2 and a cooling gas such as He is used, and the gas flow rate of HBr in the mixed gas is fixed to 0.07 SLM. That is, in the fourth embodiment, the dry etching conditions are the same as the recipe No. shown in [Table 1] of the third embodiment. Fix to PS3 dry etching conditions (standard conditions). When the dry etching conditions are fixed in this way, for example, as shown in FIG. 4 of the third embodiment, the value of the CD loss of the gate electrode pattern varies depending on the mask pattern layout.

従って、第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法では、まず各半導体集積回路装置の回路パターンにおける単位面積当たりのゲート電極周縁長と、ゲート電極パターンのCDロスとの関係を求めておく。そして、求められたCDロスの大きさ、つまり単位面積当たりのゲート電極周縁長に依存して生じるパターン寸法変化を補償するように、ドライエッチングマスクとなるレジストパターンの寸法を例えば露光量等のフォトリソグラフィ条件により調整する。   Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment, first, the relationship between the gate electrode peripheral length per unit area in the circuit pattern of each semiconductor integrated circuit device and the CD loss of the gate electrode pattern is obtained. deep. Then, in order to compensate for the obtained CD loss size, that is, the pattern dimension change that occurs depending on the peripheral length of the gate electrode per unit area, the dimension of the resist pattern serving as a dry etching mask can be changed to a photo, such as an exposure amount, for example. Adjust according to lithography conditions.

[表2]は、ポリシリコンゲート電極パターンと対応するレジストパターンを形成して該レジストパターンを用いてドライエッチングを行なう際における、単位面積当たりのゲート電極周縁長の各範囲に対する、ゲート電極パターンのCDロス(A)、フォトリソグラフィー工程での目標寸法(B)、及びドライエッチング後におけるゲート電極パターンの設計寸法(C)のそれぞれを示している。   [Table 2] shows the gate electrode pattern for each range of the peripheral length of the gate electrode per unit area when a resist pattern corresponding to the polysilicon gate electrode pattern is formed and dry etching is performed using the resist pattern. Each of the CD loss (A), the target dimension (B) in the photolithography process, and the design dimension (C) of the gate electrode pattern after dry etching is shown.

Figure 0004031752
[表2]において、CDロス(A)は[表1]に示すレシピNo.PS3のドライエッチング条件を用いた場合の値である。また、目標寸法(B)は、前述のようにCDロス(A)の大きさを考慮して調整されたレジストパターンの最適寸法である。また、本実施形態においては、設計寸法(C)を0.150μmとしている。
Figure 0004031752
In [Table 2], CD loss (A) is the recipe No. shown in [Table 1]. This is the value when PS3 dry etching conditions are used. The target dimension (B) is the optimum dimension of the resist pattern adjusted in consideration of the CD loss (A) as described above. In the present embodiment, the design dimension (C) is 0.150 μm.

ここで、
目標寸法(B)=CDロス(A)+設計寸法(C)
なる関係式が成立するので、該関係式を用いることによって、[表2]に示すような、目標寸法(B)、つまりレジストパターンの最適寸法の値を具体的に設定できる。逆に言うと、フォトリソグラフィー工程での目標寸法(B)を調整することにより、該調整分とCDロス(A)とを相殺することが可能となる。
here,
Target dimension (B) = CD loss (A) + design dimension (C)
Therefore, the target dimension (B), that is, the value of the optimum dimension of the resist pattern as shown in [Table 2] can be specifically set by using the relational expression. In other words, by adjusting the target dimension (B) in the photolithography process, it becomes possible to cancel the adjustment amount and the CD loss (A).

また、本実施形態で、設計寸法(C)が0.150μmであり、ドライエッチング条件が[表1]に示すレシピNo.PS3(HBrガス流量:0.07SLM)であることに着目して、例えば図4においてHBrガス流量が0.07SLMである場合の、単位面積当たりのゲート電極周縁長の各範囲(S1〜S4)に対応するCDロスを読むことによっても、フォトリソグラフィー工程での目標寸法(B)を簡単に設定することができる。尚、本実施形態において、ドライエッチング条件として[表1]に示すレシピNo.PS3を用いているのは次の理由による。すなわち、[表2]から明らかなように、レシピNo.PS3を用いると、CDロス(A)の大きさと対応する目標寸法(B)の調整量が、半導体集積回路装置の各品種で実現される様々な単位面積当たりのゲート電極周縁長に対して最も小さくなるからである。   In this embodiment, the design dimension (C) is 0.150 μm, and the dry etching conditions are recipe Nos. Shown in [Table 1]. Paying attention to PS3 (HBr gas flow rate: 0.07 SLM), for example, each range of gate electrode peripheral length per unit area (S1 to S4) when the HBr gas flow rate is 0.07 SLM in FIG. The target dimension (B) in the photolithography process can also be easily set by reading the CD loss corresponding to. In this embodiment, the recipe No. shown in [Table 1] is used as the dry etching condition. PS3 is used for the following reason. That is, as apparent from [Table 2], the recipe No. When PS3 is used, the amount of adjustment of the target dimension (B) corresponding to the size of the CD loss (A) is the largest with respect to the peripheral length of the gate electrode per unit area realized in each type of semiconductor integrated circuit device. This is because it becomes smaller.

以上に説明したように、第4の実施形態によると、ゲート電極パターンと対応するレジストパターンを、その寸法を単位面積当たりのゲート電極周縁長に応じて調整しながら形成するため、半導体集積回路装置の品種によりマスクパターンレイアウトが大きく異なる場合にも、ゲート電極パターンの寸法を常に所定値と等しくできる。従って、DRAM等の搭載率が用途又は仕様により異なるシステムLSIにおいても、ゲート電極の加工寸法をマスクパターンレイアウトと無関係に一定にできるので、動作マージンのバラツキが解消された半導体集積回路装置を実現できる。   As described above, according to the fourth embodiment, the resist pattern corresponding to the gate electrode pattern is formed while adjusting the dimension according to the peripheral length of the gate electrode per unit area. Even when the mask pattern layout varies greatly depending on the type of the product, the dimension of the gate electrode pattern can always be equal to the predetermined value. Therefore, even in a system LSI in which the mounting rate of DRAM or the like varies depending on the application or specification, the processing dimension of the gate electrode can be made constant regardless of the mask pattern layout, so that it is possible to realize a semiconductor integrated circuit device in which variation in operation margin is eliminated. .

尚、第4の実施形態において、フォトリソグラフィー工程での目標寸法の調整、つまり、ゲート電極パターンと対応するレジストパターンの寸法の調整に関しては、例えばレジスト膜に対する露光における露光量を増減させる方法が最も簡便である。また、フォトマスク上における遮光パターン(例えばクロムパターン)等の寸法を補正してもよい。この場合、露光量を増減させる必要がなくなるので、製造工程の運用上有利になる。   In the fourth embodiment, for adjusting the target dimension in the photolithography process, that is, adjusting the dimension of the resist pattern corresponding to the gate electrode pattern, for example, the most effective method is to increase or decrease the exposure amount in the exposure of the resist film. Convenient. Moreover, you may correct | amend dimensions, such as a light shielding pattern (for example, chromium pattern) on a photomask. In this case, it is not necessary to increase or decrease the exposure amount, which is advantageous in the operation of the manufacturing process.

また、第4の実施形態において、ゲート電極加工を対象としたが、これに限られず、他のライン状パターンを有するレイヤーの微細加工、例えばアルミニウム又は銅等からなるメタル配線の加工等を対象としても、同様の高い加工精度を達成することができる。   In the fourth embodiment, the gate electrode processing is targeted, but the present invention is not limited to this, and the microfabrication of a layer having another line pattern, for example, processing of a metal wiring made of aluminum or copper is targeted. The same high processing accuracy can be achieved.

(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。また、以下の説明では、DRAM等の繰り返しパターンを有するメモリの混載が可能なシステムLSIにおけるゲート電極の形成方法を例とする。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices in which at least a part of the manufacturing process is common. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed. Further, in the following description, a method for forming a gate electrode in a system LSI capable of mounting a memory having a repetitive pattern such as a DRAM is taken as an example.

図5(a)〜(d)は、第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法の各工程を示す断面図である。   FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views showing respective steps of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment.

まず、図5(a)に示すように、シリコン基板21上に、ゲート絶縁膜となる厚さ5nm程度のシリコン酸化膜22を形成した後、シリコン酸化膜22上に、ゲート電極となる厚さ200nm程度のポリシリコン膜23を形成し、その後、ポリシリコン膜23上に、リソグラフィー工程(図5(b)参照)での光反射防止膜となる厚さ100nm程度の有機塗布膜24を形成する。   First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 22 having a thickness of about 5 nm serving as a gate insulating film is formed on a silicon substrate 21, and then a thickness serving as a gate electrode is formed on the silicon oxide film 22. A polysilicon film 23 having a thickness of about 200 nm is formed, and then an organic coating film 24 having a thickness of about 100 nm is formed on the polysilicon film 23 as a light reflection preventing film in the lithography process (see FIG. 5B). .

次に、図5(b)に示すように、リソグラフィー技術を用いて、有機塗布膜24上に、ライン状パターンを有するゲート電極26(図5(d)参照)と対応する最小線幅(ゲート電極の目標寸法)0.15μmのレジストパターン25(厚さは600nm程度)を形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, the minimum line width (gate) corresponding to the gate electrode 26 having a line pattern (see FIG. 5D) is formed on the organic coating film 24 by using a lithography technique. A resist pattern 25 (thickness is about 600 nm) of 0.15 μm is formed.

次に、図5(c)に示すように、レジストパターン25をマスクとして有機塗布膜24に対してドライエッチングを行なう。   Next, as shown in FIG. 5C, dry etching is performed on the organic coating film 24 using the resist pattern 25 as a mask.

このとき、半導体集積回路装置がDRAM非搭載品種である場合、例えば、圧力が10Paに設定されたチャンバー内に、SO2 ガスとO2 ガスとの混合ガスからなるエッチングガスを、SO2 ガスの流量:20cc/min、O2 ガスの流量:20cc/minの流量比で導入すると共に、試料台に200Wの高周波電力(RFパワー)を印加して、ドライエッチングを行なう。また、半導体集積回路装置がDRAM搭載品種である場合、例えば、圧力が10Paに設定されたチャンバー内に、SO2 ガスとO2 ガスとの混合ガスからなるエッチングガスを、SO2 ガスの流量:25cc/min、O2 ガスの流量:20cc/minの流量比で導入すると共に、試料台に200Wの高周波電力を印加して、ドライエッチングを行なう。尚、本実施形態においては、標準状態(0℃、1気圧)における1分間当たりの流量を用いてガス流量を表している。 In this case, when the semiconductor integrated circuit device is a DRAM not mounted varieties, for example, into the chamber the pressure is set to 10 Pa, an etching gas comprising a mixed gas of SO 2 gas and O 2 gas, the SO 2 gas The flow rate is 20 cc / min, the flow rate of O 2 gas is introduced at a flow rate ratio of 20 cc / min, and 200 W high frequency power (RF power) is applied to the sample stage to perform dry etching. When the semiconductor integrated circuit device is a DRAM-equipped product, for example, an etching gas made of a mixed gas of SO 2 gas and O 2 gas is introduced into a chamber set at a pressure of 10 Pa, and the flow rate of SO 2 gas: Introducing at a flow rate ratio of 25 cc / min, O 2 gas flow rate: 20 cc / min, high-frequency power of 200 W is applied to the sample stage to perform dry etching. In the present embodiment, the gas flow rate is expressed using the flow rate per minute in the standard state (0 ° C., 1 atm).

すなわち、有機塗布膜24に対するドライエッチング工程においては、DRAM搭載の有無によってエッチング条件を変更する。具体的には、DRAM搭載品種の場合、エッチングにより有機塗布膜24に形成される側壁を保護する効果を有するSO2 ガスの流量を、DRAM非搭載品種の場合の20cc/minから25cc/minへと増加させる。これにより、DRAMが搭載されることによって有機塗布膜24の側壁の面積が増大する場合にも、所望の単位面積当たりの側壁保護効果が得られるので、DRAM搭載の有無に関わらず有機塗布膜24を所望の寸法(0.15μm)を有するようにパターン化できる。 That is, in the dry etching process for the organic coating film 24, the etching conditions are changed depending on whether or not the DRAM is mounted. Specifically, in the case of a product equipped with DRAM, the flow rate of SO 2 gas having an effect of protecting the side wall formed on the organic coating film 24 by etching is changed from 20 cc / min in the product not equipped with DRAM to 25 cc / min. And increase. Thereby, even when the area of the side wall of the organic coating film 24 is increased by mounting the DRAM, the desired side wall protection effect per unit area can be obtained. Can be patterned to have the desired dimensions (0.15 μm).

次に、レジストパターン25又はパターン化された有機塗布膜24をマスクとして、ポリシリコン膜23に対してドライエッチングを行なった後、図5(d)に示すように、レジストパターン25及び有機塗布膜24をアッシングにより除去して、ポリシリコン膜23からなるゲート電極26を形成する。このとき、DRAM搭載の有無に関わらず有機塗布膜24が所望の寸法を有するようにパターン化されているので、CDロスの発生を防止して所望の寸法(0.15μm)を有するゲート電極26を形成できる。   Next, after the dry etching is performed on the polysilicon film 23 using the resist pattern 25 or the patterned organic coating film 24 as a mask, the resist pattern 25 and the organic coating film are formed as shown in FIG. 24 is removed by ashing, and a gate electrode 26 made of the polysilicon film 23 is formed. At this time, since the organic coating film 24 is patterned so as to have a desired dimension regardless of whether or not the DRAM is mounted, the occurrence of CD loss is prevented, and the gate electrode 26 having a desired dimension (0.15 μm). Can be formed.

尚、ポリシリコン膜23に対するドライエッチング工程においては、DRAM非搭載品種であってもDRAM搭載品種であっても、例えば、圧力が20Paに設定されたチャンバー内に、Cl2 ガスとHBrガスとの混合ガスからなるエッチングガスを、Cl2 ガスの流量:40cc/min、HBrガスの流量:80cc/minの流量比で導入すると共に、試料台に300Wの高周波電力を印加して、ドライエッチングを行なう。すなわち、ポリシリコン膜23及び有機塗布膜24のそれぞれに対するドライエッチング工程においては、異なる設備や条件を用いる。 Incidentally, in the dry etching process for the polysilicon film 23, for example, in a chamber in which the pressure is set to 20 Pa, Cl 2 gas and HBr gas are mixed in the DRAM non-loading type or the DRAM mounting type. An etching gas composed of a mixed gas is introduced at a flow rate ratio of Cl 2 gas: 40 cc / min and HBr gas: 80 cc / min, and high-frequency power of 300 W is applied to the sample stage to perform dry etching. . That is, different equipment and conditions are used in the dry etching process for each of the polysilicon film 23 and the organic coating film 24.

以上に説明したように、第5の実施形態によると、ライン状パターンを有するゲート電極26と対応するレジストパターン25をマスクとして有機塗布膜24に対してドライエッチングを行なう工程において、DRAM搭載の有無に応じてエッチング条件を変更する。具体的には、DRAM搭載品種の場合、DRAM非搭載品種の場合と比べて、エッチングにより有機塗布膜24に形成される側壁を保護する効果を有するSO2 ガスの流量を増加させる。このため、有機塗布膜24の側壁の面積がDRAM搭載により増大する場合にも、所望の単位面積当たりの側壁保護効果が得られるようにできるので、有機塗布膜24を所望の寸法を有するようにパターン化できる。従って、パターン化された有機塗布膜24をマスクとしてポリシリコン膜23に対してドライエッチングを行なうことによって、所望の寸法を有するゲート電極26を形成できる。すなわち、DRAM搭載の有無に伴うマスクパターンレイアウトの違いに起因するゲート電極26の寸法ばらつきを確実に抑制でき、それによって精度の良いゲート電極加工を行なうことができる。 As described above, according to the fifth embodiment, whether or not DRAM is mounted in the step of dry etching the organic coating film 24 using the resist pattern 25 corresponding to the gate electrode 26 having a line pattern as a mask. The etching conditions are changed according to the conditions. Specifically, the flow rate of SO 2 gas having an effect of protecting the side wall formed on the organic coating film 24 by etching is increased in the case of the DRAM mounted product type as compared with the case of the DRAM non-installed product type. For this reason, even when the area of the side wall of the organic coating film 24 is increased by mounting the DRAM, the desired side wall protection effect per unit area can be obtained, so that the organic coating film 24 has a desired size. Can be patterned. Therefore, by performing dry etching on the polysilicon film 23 using the patterned organic coating film 24 as a mask, the gate electrode 26 having a desired dimension can be formed. That is, the dimensional variation of the gate electrode 26 due to the difference in the mask pattern layout depending on whether or not the DRAM is mounted can be surely suppressed, and thereby accurate gate electrode processing can be performed.

図6は、第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法を用いて、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種を製造した場合における、CDロス(エッチング前のレジストパターンの寸法から完成したゲート電極の寸法を引いた値)とDRAM占有面積率との関係を示している。   FIG. 6 shows CD loss (resist before etching) in the case where varieties having various DRAM occupation area ratios including varieties not equipped with DRAM are manufactured by using the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment. A value obtained by subtracting the dimension of the completed gate electrode from the dimension of the pattern) and the DRAM occupation area ratio are shown.

図6に示すように、第5の実施形態によると、DRAM搭載の有無に関わらず、CDロスの発生を抑制して所望のゲート電極寸法である0.15μmを実現することができた。   As shown in FIG. 6, according to the fifth embodiment, it was possible to realize the desired gate electrode size of 0.15 μm by suppressing the occurrence of CD loss regardless of whether or not DRAM is mounted.

図7は、比較例としてDRAM搭載の有無に関わらず同一のエッチング条件を用いて、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種を製造した場合における、CDロスとDRAM占有面積率との関係を示している。   FIG. 7 shows the CD loss and the DRAM occupied area ratio when a variety of DRAM occupied area ratios including those not equipped with DRAM are manufactured using the same etching conditions regardless of whether or not the DRAM is mounted as a comparative example. Shows the relationship.

図7に示すように、比較例によると、DRAM非搭載品種ではCDロスの発生を抑制できる一方、DRAM搭載品種では平均約+0.013μmのCDロスが発生している。   As shown in FIG. 7, according to the comparative example, generation of CD loss can be suppressed in the products not equipped with DRAM, while CD loss of about +0.013 μm on average occurs in the products equipped with DRAM.

尚、第5の実施形態において、DRAM搭載の有無に応じて有機塗布膜24のエッチング条件(具体的には有機塗布膜24の側壁を保護する効果を有するSO2 ガスの流量)を変更する一方、DRAM搭載の有無に関わらずポリシリコン膜23のエッチング条件を共通にしたが、これに代えて、DRAM搭載の有無に関わらず有機塗布膜24のエッチング条件を共通にする一方、DRAM搭載の有無に応じてポリシリコン膜23のエッチング条件を変更してもよい。このとき、例えばポリシリコン膜23の側壁を保護する効果を有するエッチング反応生成物(SiBr4 等)を側壁保護膜として形成するためのHBrガスの流量を、DRAM搭載の有無に応じて変更してもよい。また、ゲート電極構造として、ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜等が形成された構造を採用する場合には、該シリコン酸化膜のエッチング条件を変更することによって、DRAM搭載の有無に起因するゲート電極の寸法ばらつきを抑制してもよい。 In the fifth embodiment, the etching condition of the organic coating film 24 (specifically, the flow rate of SO 2 gas having an effect of protecting the side wall of the organic coating film 24) is changed according to whether or not the DRAM is mounted. The etching conditions for the polysilicon film 23 are made common regardless of whether or not the DRAM is mounted. Instead, the etching conditions for the organic coating film 24 are made common regardless of whether or not the DRAM is mounted. The etching conditions for the polysilicon film 23 may be changed according to the above. At this time, for example, the flow rate of HBr gas for forming an etching reaction product (SiBr 4 or the like) having an effect of protecting the side wall of the polysilicon film 23 as the side wall protective film is changed depending on whether or not the DRAM is mounted. Also good. When a structure in which a silicon oxide film or the like is formed on a polysilicon film is adopted as the gate electrode structure, the gate electrode resulting from the presence or absence of DRAM mounting can be changed by changing the etching conditions of the silicon oxide film. The dimensional variation of the may be suppressed.

また、第5の実施形態において、DRAM搭載の有無に応じてエッチング条件を変更したが、これに代えて、DRAM占有面積率に応じてエッチング条件を細かに変更してもよい。   In the fifth embodiment, the etching conditions are changed according to whether or not the DRAM is mounted. Instead, the etching conditions may be finely changed according to the DRAM occupation area ratio.

また、第5の実施形態において、ゲート電極の形成を対象としたが、これに限られず他のライン状パターン、例えばメタル配線等の形成を対象としてもよい。   In the fifth embodiment, the formation of the gate electrode is targeted. However, the present invention is not limited to this, and the formation of another line pattern such as a metal wiring may be targeted.

また、第5の実施形態において、DRAM等のメモリの搭載が可能なシステムLSIを対象としたが、これに限られず、複数の半導体素子が繰り返しパターンを有するように配列されてなる他の素子群の搭載が可能なシステムLSIを対象としてもよい。   In the fifth embodiment, a system LSI capable of mounting a memory such as a DRAM is targeted. However, the present invention is not limited to this, and other element groups in which a plurality of semiconductor elements are arranged so as to have a repeating pattern are provided. It is also possible to target system LSIs that can be mounted.

(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法を前提とする。また、以下の説明では、DRAM等の繰り返しパターンを有するメモリの混載が可能なシステムLSIにおけるゲート電極の形成方法を例とする。さらに、第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法の各工程を示す断面図を、第5の実施形態と同様に、図5(a)〜(d)に示す。
(Sixth embodiment)
A semiconductor integrated circuit device manufacturing method according to the sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the sixth embodiment includes a circuit pattern having a line pattern, and for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having at least a part of the manufacturing process. A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device is assumed. Further, in the following description, a method for forming a gate electrode in a system LSI capable of mounting a memory having a repetitive pattern such as a DRAM is taken as an example. Furthermore, sectional views showing respective steps of the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the sixth embodiment are shown in FIGS. 5A to 5D, similarly to the fifth embodiment.

第6の実施形態が第5の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第5の実施形態では、ライン状パターンを有するゲート電極26と対応するレジストパターン25をマスクとして有機塗布膜24に対してドライエッチングを行なう工程(図5(c)、(d)参照)において、DRAM搭載の有無に応じてエッチング条件を変更した。それに対して、第6の実施形態では、レジストパターン25を形成する工程(図5(b)参照)において、DRAM占有面積率に応じてレジストパターン25の寸法を変更する。   The sixth embodiment is different from the fifth embodiment as follows. That is, in the fifth embodiment, a step of performing dry etching on the organic coating film 24 using the resist pattern 25 corresponding to the gate electrode 26 having a line pattern as a mask (see FIGS. 5C and 5D). The etching conditions were changed depending on whether DRAM was installed. On the other hand, in the sixth embodiment, in the step of forming the resist pattern 25 (see FIG. 5B), the dimension of the resist pattern 25 is changed according to the DRAM occupation area ratio.

具体的には、第6の実施形態においては、例えば図7に示すような、CDロス(エッチング前のレジストパターンの寸法から完成したゲート電極の寸法を引いた値)とDRAM占有面積率との関係を予め取得しておくことにより、例えば下式
(レジストパターンの寸法)
=(DRAM占有面積率と対応するCDロスの予測値)
+(ゲート電極の目標寸法)
を用いてレジストパターンの寸法を設定する。
Specifically, in the sixth embodiment, for example, as shown in FIG. 7, the CD loss (the value obtained by subtracting the dimension of the completed gate electrode from the dimension of the resist pattern before etching) and the DRAM occupation area ratio By acquiring the relationship in advance, for example, the following formula (resist pattern dimensions)
= (DRAM occupation area ratio and corresponding CD loss prediction value)
+ (Target size of gate electrode)
Is used to set the dimension of the resist pattern.

図7に示すように、DRAM占有面積率が大きくなるに従ってCDロスが増大するので、上式によると、DRAM占有面積率が大きくなるに従ってレジストパターン25の寸法を大きくすることになる。このようにすると、第6の実施形態では次のような効果が得られる。すなわち、レジストパターン25をマスクとして用いたエッチングによりポリシリコン膜23又は有機塗布膜24に形成される側壁の面積がDRAM占有面積率の増加により増大して、単位面積当たりの側壁保護効果が減少する場合にも、該側壁保護効果の減少分を、レジストパターン25の寸法の調整により補うことができる。従って、DRAM占有面積率の違いに伴うマスクパターンレイアウトの違いに起因するゲート電極26の寸法ばらつきを確実に抑制でき、それによって精度の良いゲート電極加工を行なうことができる。   As shown in FIG. 7, the CD loss increases as the DRAM occupation area ratio increases. Therefore, according to the above formula, the dimension of the resist pattern 25 is increased as the DRAM occupation area ratio increases. If it does in this way, the following effects will be acquired in a 6th embodiment. That is, the side wall area formed on the polysilicon film 23 or the organic coating film 24 by etching using the resist pattern 25 as a mask increases due to an increase in the area ratio occupied by the DRAM, and the side wall protection effect per unit area decreases. Even in this case, the decrease in the side wall protection effect can be compensated by adjusting the dimensions of the resist pattern 25. Therefore, the dimensional variation of the gate electrode 26 caused by the difference in the mask pattern layout accompanying the difference in the DRAM occupation area ratio can be surely suppressed, and thereby the gate electrode can be processed with high accuracy.

[表3]は、第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法を用いて、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種を製造する場合における、目標寸法0.15μmのゲート電極を形成するためのレジストパターンの寸法を示している。尚、[表3]においては、参考のため、各DRAM占有面積率と対応するCDロスの予測値を示している。   [Table 3] shows a target size of 0.15 μm in the case of manufacturing a variety of DRAM occupied area ratios including a non-DRAM mounted type using the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the sixth embodiment. The dimensions of the resist pattern for forming the gate electrode are shown. For reference, in [Table 3], the estimated value of the CD loss corresponding to each DRAM occupation area ratio is shown.

Figure 0004031752
レジストパターン25の寸法を[表3]に示すように設定することによって、第6の実施形態において、DRAM占有面積率に関わらず、所望のゲート電極寸法である0.15μmを実現することができた。
Figure 0004031752
By setting the dimensions of the resist pattern 25 as shown in [Table 3], in the sixth embodiment, a desired gate electrode dimension of 0.15 μm can be realized regardless of the DRAM occupation area ratio. It was.

尚、第6の実施形態において、DRAM占有面積率に応じてレジストパターン25の寸法を変更したが、これに代えて、DRAM搭載の有無に応じてレジストパターン25の寸法を粗く変更してもよい。   In the sixth embodiment, the dimension of the resist pattern 25 is changed according to the DRAM occupation area ratio. However, instead of this, the dimension of the resist pattern 25 may be changed roughly according to whether or not the DRAM is mounted. .

また、第6の実施形態において、レジストパターン25の寸法を調整する具体的な方法として、例えば、露光量を調整する方法、又はレチクル上のマスクパターン寸法を調整する方法等を用いてもよい。   In the sixth embodiment, as a specific method for adjusting the size of the resist pattern 25, for example, a method for adjusting the exposure amount, a method for adjusting the mask pattern size on the reticle, or the like may be used.

また、第6の実施形態において、ゲート電極の形成を対象としたが、これに限られず他のライン状パターン、例えばメタル配線等の形成を対象としてもよい。   In the sixth embodiment, the formation of the gate electrode is targeted. However, the present invention is not limited to this, and the formation of another line pattern, such as a metal wiring, may be targeted.

また、第6の実施形態において、DRAM等のメモリの搭載が可能なシステムLSIを対象としたが、これに限られず、複数の半導体素子が繰り返しパターンを有するように配列されてなる他の素子群の搭載が可能なシステムLSIを対象としてもよい。   In the sixth embodiment, a system LSI capable of mounting a memory such as a DRAM is targeted. However, the present invention is not limited to this, and other element groups in which a plurality of semiconductor elements are arranged so as to have a repetitive pattern are provided. It is also possible to target system LSIs that can be mounted.

本発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、DRAM等の微細な繰り返しパターンを有する素子群の混載が可能なシステムLSIにおけるMOS型トランジスタのゲート電極等のライン状パターンの形成に適用した場合に特に有用である。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and is applied to the formation of a line pattern such as a gate electrode of a MOS transistor in a system LSI capable of mounting an element group having a fine repetitive pattern such as a DRAM. It is particularly useful.

本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置におけるダミーパターン挿入前の回路パターンのレイアウトの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the layout of the circuit pattern before dummy pattern insertion in the semiconductor integrated circuit device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置におけるダミーパターン挿入後の回路パターンのレイアウトの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the layout of the circuit pattern after dummy pattern insertion in the semiconductor integrated circuit device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法における、ポリシリコンゲート電極パターンを形成するためのリソグラフィー工程でのパターン露光ショットマップの一例を示す図であり、(b)は該リソグラフィー工程で用いられるダミーパターンの一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the pattern exposure shot map in the lithography process for forming a polysilicon gate electrode pattern in the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, ( b) is a diagram showing an example of a dummy pattern used in the lithography process. 複数品種の半導体集積回路装置の製造においてポリシリコンゲート電極パターンをドライエッチングにより形成する時に、チップ上における単位面積当たりのゲート電極周縁長をパラメータとして、ドライエッチング用ガスの流量とゲート電極パターンのCDロスとの関係を実験により求めた結果を示す図である。When a polysilicon gate electrode pattern is formed by dry etching in the manufacture of a plurality of types of semiconductor integrated circuit devices, the flow rate of the dry etching gas and the CD of the gate electrode pattern are measured using the peripheral length of the gate electrode per unit area on the chip as a parameter. It is a figure which shows the result of having calculated | required the relationship with loss by experiment. (a)〜(d)は本発明の第5又は第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device which concerns on the 5th or 6th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法を用いて、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種を製造した場合における、CDロスとDRAM占有面積率との関係を示す図である。Using the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention, the CD loss and the DRAM occupied area ratio in the case of manufacturing a variety of DRAM occupied area ratios including those not equipped with DRAMs. It is a figure which shows the relationship. 比較例としてDRAM搭載の有無に関わらず同一のエッチング条件を用いて、DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種を製造した場合における、CDロスとDRAM占有面積率との関係を示す図である。As a comparative example, the relationship between the CD loss and the DRAM occupied area ratio in the case of manufacturing a variety of DRAM occupied area ratios including those not equipped with DRAM using the same etching conditions regardless of whether or not the DRAM is mounted. FIG. 同一のゲート電極加工プロセスを用いて、DRAMが搭載されたDRAM搭載品種、及びDRAM非搭載品種をそれぞれ製造した場合における、CDロスの頻度分布を示す図である。It is a figure which shows frequency distribution of CD loss at the time of manufacturing the DRAM mounting | wearing type | mold with which DRAM was mounted, and the DRAM non-mounting | wearing type | mold each using the same gate electrode processing process. DRAM非搭載品種を含む様々なDRAM占有面積率を有する品種における、単位面積当たりのゲート電極周縁長とDRAM占有面積率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gate electrode peripheral length per unit area and DRAM occupation area ratio in the kind which has various DRAM occupation area ratios including DRAM non-mounting kind. 様々な品種における、単位面積当たりのゲート電極周縁長とCDロスとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gate electrode peripheral length per unit area and CD loss in various varieties.

符号の説明Explanation of symbols

1 活性領域パターン
2 ゲート電極パターン
3 空き領域
4 ゲート電極ダミーパターン
10 ウェハ
11 第1の露光領域
12 第2の露光領域
13 ダミーパターン
21 シリコン基板
22 シリコン酸化膜
23 ポリシリコン膜
24 有機塗布膜
25 レジストパターン
26 ゲート電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active area pattern 2 Gate electrode pattern 3 Empty area 4 Gate electrode dummy pattern 10 Wafer 11 1st exposure area 12 2nd exposure area 13 Dummy pattern 21 Silicon substrate 22 Silicon oxide film 23 Polysilicon film 24 Organic coating film 25 Resist Pattern 26 Gate electrode

Claims (11)

ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長をパラメータとして、ドライエッチング条件と、エッチング前のレジストパターンの寸法と完成した前記ライン状パターンの寸法との差であるCDロスとの関係を求める工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて、前記CDロスが所望の値以内になるドライエッチング条件を選択して被加工膜に対してドライエッチングを行なう工程(b)とを含み、
前記工程(b)では、前記CDロスが所望の値以内になるように、ドライエッチング条件における一のエッチングガスのガス流量、全てのエッチングガスの総流量、エッチングガス圧力、又はドライエッチング装置のRFパワーのいずれかを調整することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having a circuit pattern having a line-shaped pattern and sharing at least a part of a manufacturing process,
Using the peripheral length per unit area of the line pattern as a parameter, a step of obtaining a relationship between dry etching conditions and CD loss, which is a difference between the dimension of the resist pattern before etching and the dimension of the completed line pattern ( a) and
After the step (a), dry etching is performed on the film to be processed by selecting a dry etching condition in which the CD loss is within a desired value according to the peripheral length per unit area of the line pattern. and a step (b) only contains,
In the step (b), the gas flow rate of one etching gas under the dry etching conditions, the total flow rate of all etching gases, the etching gas pressure, or the RF of the dry etching apparatus so that the CD loss is within a desired value. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein any one of powers is adjusted .
請求項1に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記工程(b)は、前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長が一の範囲内にある場合に一のドライエッチング条件を設定する工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to claim 1 ,
The step (b) includes a step of setting one dry etching condition when the peripheral length per unit area of the line pattern is within one range. .
請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記所望の値は、0±0.002μm以内であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2 ,
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the desired value is within 0 ± 0.002 μm.
ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長と、エッチング前のレジストパターンの寸法と完成した前記ライン状パターンの寸法との差であるCDロスとの関係を求める工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて、前記CDロスの大きさを考慮して調整された寸法を有するレジストパターンを形成する工程(b)と、
前記レジストパターンをマスクとして被加工膜に対してドライエッチングを行なう工程(c)とを含み、
前記工程(b)において、前記レジストパターンの寸法は、フォトリソグラフィにおける露光量によって調整されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having a circuit pattern having a line-shaped pattern and sharing at least a part of a manufacturing process,
A step (a) for determining a relationship between a peripheral length per unit area of the line-shaped pattern and a CD loss which is a difference between a dimension of the resist pattern before etching and a dimension of the completed line-shaped pattern;
After the step (a), a step (b) of forming a resist pattern having dimensions adjusted in consideration of the size of the CD loss according to the peripheral length per unit area of the line-shaped pattern;
Look including a step of performing dry etching (c) with respect to the processed film using the resist pattern as a mask,
In the step (b), the dimension of the resist pattern is adjusted by an exposure amount in photolithography .
ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長と、エッチング前のレジストパターンの寸法と完成した前記ライン状パターンの寸法との差であるCDロスとの関係を求める工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記ライン状パターンの単位面積当たりの周縁長に応じて、前記CDロスの大きさを考慮して調整された寸法を有するレジストパターンを形成する工程(b)と、
前記レジストパターンをマスクとして被加工膜に対してドライエッチングを行なう工程(c)とを含み、
前記工程(b)において、前記レジストパターンの寸法は、フォトマスク上における遮光パターンの寸法を補正することによって調整されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having a circuit pattern having a line-shaped pattern and sharing at least a part of a manufacturing process,
A step (a) for determining a relationship between a peripheral length per unit area of the line-shaped pattern and a CD loss which is a difference between a dimension of the resist pattern before etching and a dimension of the completed line-shaped pattern;
After the step (a), a step (b) of forming a resist pattern having dimensions adjusted in consideration of the size of the CD loss according to the peripheral length per unit area of the line-shaped pattern;
And (c) performing dry etching on the film to be processed using the resist pattern as a mask,
In the step (b), the dimension of the resist pattern is adjusted by correcting the dimension of the light shielding pattern on the photomask.
ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ライン状パターンと対応するレジストパターンを被加工膜の上に形成する工程(a)と、
前記レジストパターンをマスクとして前記被加工膜に対して、エッチングにより前記被加工膜に形成される側壁を保護する側壁保護効果を有するエッチングガスを用いるか、又は前記側壁保護効果を有するエッチング反応生成物を形成することによってドライエッチングを行なう工程(b)とを備え、
前記工程(a)では、前記回路パターンの配置領域の面積に対する、前記回路パターンに含まれており且つ繰り返しパターンを有する素子群の面積の比率に応じて、露光量を調整する方法、又はレチクル上のマスクパターンを調整する方法を用いて前記レジストパターンの寸法を調整することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having a circuit pattern having a line-shaped pattern and sharing at least a part of a manufacturing process,
Forming a resist pattern corresponding to the line pattern on the film to be processed;
Using the resist pattern as a mask, an etching gas having a sidewall protective effect for protecting the sidewall formed on the workpiece film by etching is used for the film to be processed, or an etching reaction product having the sidewall protective effect. And (b) performing dry etching by forming
In the step (a), the exposure amount is adjusted according to the ratio of the area of the element group included in the circuit pattern and having the repeated pattern to the area of the arrangement region of the circuit pattern , or on the reticle. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising adjusting a dimension of the resist pattern by using a method for adjusting a mask pattern .
請求項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記工程(a)は、前記比率が大きくなるに従って、前記レジストパターンの寸法を大きくする工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6,
The step (a) includes a step of increasing the size of the resist pattern as the ratio increases.
ライン状パターンを有する回路パターンを備えており、製造工程の少なくとも一部が共通する複数の半導体集積回路装置を製造するための半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ライン状パターンと対応するレジストパターンを被加工膜の上に形成する工程(a)と、
前記レジストパターンをマスクとして前記被加工膜に対して、エッチングにより前記被加工膜に形成される側壁を保護する側壁保護効果を有するエッチングガスを用いるか、又は前記側壁保護効果を有するエッチング反応生成物を形成することによってドライエッチングを行なう工程(b)とを備え、
前記工程(b)では、前記回路パターンの配置領域の面積に対する、前記回路パターンに含まれており且つ繰り返しパターンを有する素子群の面積の比率に応じて、ドライエッチング条件における一のエッチングガスのガス流量を調整することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for manufacturing a plurality of semiconductor integrated circuit devices having a circuit pattern having a line-shaped pattern and sharing at least a part of a manufacturing process,
Forming a resist pattern corresponding to the line pattern on the film to be processed;
Using the resist pattern as a mask, an etching gas having a sidewall protective effect for protecting the sidewall formed on the workpiece film by etching is used for the film to be processed, or an etching reaction product having the sidewall protective effect. And (b) performing dry etching by forming
In the step (b), the gas of one etching gas under dry etching conditions according to the ratio of the area of the element group included in the circuit pattern and having the repeated pattern to the area of the arrangement region of the circuit pattern A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized by adjusting a flow rate .
請求項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記工程(b)は、前記比率が大きくなるに従って、前記側壁保護効果が増大するように前記ドライエッチング条件を設定する工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8 .
The step (b) includes a step of setting the dry etching conditions so that the side wall protection effect increases as the ratio increases.
請求項6〜9のうちいずれか1つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記素子群はメモリであることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 6 to 9 ,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the element group is a memory.
請求項6〜9のうちいずれか1つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記メモリはDRAMであることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 6 to 9 ,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the memory is a DRAM.
JP2003398640A 2000-10-02 2003-11-28 Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device Expired - Lifetime JP4031752B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003398640A JP4031752B2 (en) 2000-10-02 2003-11-28 Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000302277 2000-10-02
JP2003398640A JP4031752B2 (en) 2000-10-02 2003-11-28 Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001295617A Division JP3593079B2 (en) 2000-10-02 2001-09-27 Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004165675A JP2004165675A (en) 2004-06-10
JP4031752B2 true JP4031752B2 (en) 2008-01-09

Family

ID=32827318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003398640A Expired - Lifetime JP4031752B2 (en) 2000-10-02 2003-11-28 Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4031752B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5063071B2 (en) * 2006-02-14 2012-10-31 株式会社ニューフレアテクノロジー Pattern creating method and charged particle beam drawing apparatus
JP5443548B2 (en) * 2006-02-14 2014-03-19 株式会社ニューフレアテクノロジー Pattern creating method and charged particle beam drawing apparatus
JP5011360B2 (en) * 2009-09-21 2012-08-29 株式会社東芝 Photomask design method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3339136B2 (en) * 1993-09-30 2002-10-28 ソニー株式会社 Dry etching method and dry etching apparatus
JPH07335623A (en) * 1994-06-10 1995-12-22 Sony Corp Plasma etching method
JPH08139074A (en) * 1994-11-09 1996-05-31 Kobe Steel Ltd Plasma etching evaluation member
JP3551560B2 (en) * 1995-07-18 2004-08-11 ソニー株式会社 Method for processing gate electrode of MOS transistor
JPH1197415A (en) * 1996-07-26 1999-04-09 Hitachi Ltd Dry etching method and apparatus
JP3703918B2 (en) * 1996-09-20 2005-10-05 株式会社東芝 Pattern formation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004165675A (en) 2004-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6794677B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method for fabricating the same
US7803710B2 (en) Method for fabricating semiconductor device capable of decreasing critical dimension in peripheral region
US8183119B2 (en) Semiconductor device fabrication method using multiple mask patterns
US6989231B2 (en) Method of forming fine patterns using silicon oxide layer
US7914973B2 (en) Method of forming a pattern in a semiconductor device and method of forming a gate using the same
US6109775A (en) Method for adjusting the density of lines and contact openings across a substrate region for improving the chemical-mechanical polishing of a thin-film later disposed thereon
CN1208952A (en) Methods to Reduce Loading Variation in Corrosion Process
US20020013055A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP3593079B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
CN112086433A (en) Semiconductor element and method for manufacturing the same
JP4031752B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
US20050118531A1 (en) Method for controlling critical dimension by utilizing resist sidewall protection
JPH1056015A (en) Semiconductor device and photomask for forming metal wiring of semiconductor element and method of forming the same
US20080242100A1 (en) Semiconductor device and fabrications thereof
JP5573306B2 (en) Photomask blank manufacturing method
US8158527B2 (en) Semiconductor device fabrication method using multiple resist patterns
JP4899086B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device having correction process of charged particle beam exposure data
JP5120100B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and reticle forming method
US20110230045A1 (en) Method of manufacturning semiconductor device
JP3913145B2 (en) Pattern formation method
US7693682B2 (en) Method for measuring critical dimensions of a pattern using an overlay measuring apparatus
US7759182B2 (en) Dummy active area implementation
US20210018830A1 (en) Method of designing a mask and method of manufacturing a semiconductor device using the same
KR20000017271A (en) Integrated chip dummy trench patterns to ease trench etch process development
KR100460068B1 (en) Method for forming metal line of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070703

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070829

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070925

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4031752

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026

Year of fee payment: 6

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S131 Request for trust registration of transfer of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313135

SZ02 Written request for trust registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313Z02

S131 Request for trust registration of transfer of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313135

SZ02 Written request for trust registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313Z02

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S131 Request for trust registration of transfer of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313135

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350