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JPH09223665A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JPH09223665A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH09223665A
JPH09223665A JP8315739A JP31573996A JPH09223665A JP H09223665 A JPH09223665 A JP H09223665A JP 8315739 A JP8315739 A JP 8315739A JP 31573996 A JP31573996 A JP 31573996A JP H09223665 A JPH09223665 A JP H09223665A
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resist pattern
insulating film
patterning
region
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Haruhiko Koyama
治彦 小山
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デザインルールの大きいパターンと小さいパ
ターンとが同一基板上に混在する場合、単純に光リソグ
ラフィと電子線リソグラフィとを混用することは、レジ
ストの種類が異なり困難である。またすべてのパターン
を電子線リソグラフィによりパターニングすることは、
スループットが大幅に低下するため半導体装置の量産に
は不向きである。 【解決手段】 絶縁膜15上に、導電膜14とエッチン
グ特性が実質的に同様な選択膜16を形成し、この選択
膜16を利用し、デザインルールの小さい部分に対応す
るレジストパターン41を電子線リソグラフィにより形
成し、デザインルールの大きい部分に対応するレジスト
パターン21を光リソグラフィにより形成し、導電膜1
4のパターニングを行う。
(57) [Abstract] [Problem] When patterns with large design rules and patterns with small design rules coexist on the same substrate, it is difficult to simply mix optical lithography and electron beam lithography because different resist types are used. . Also, patterning all patterns by electron beam lithography is
It is not suitable for mass production of semiconductor devices because the throughput is significantly reduced. SOLUTION: A selection film 16 having substantially the same etching characteristics as a conductive film 14 is formed on an insulating film 15, and the selection film 16 is used to form a resist pattern 41 corresponding to a portion having a small design rule. Formed by line lithography, a resist pattern 21 corresponding to a portion having a large design rule is formed by photolithography, and the conductive film 1
4 is performed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法、特に光リソグラフィと電子線リソグラフィの両方を
用いてレジストマスクを形成し、これを下地層のパター
ニングマスクとして用いる半導体装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a resist mask is formed by using both photolithography and electron beam lithography and is used as a patterning mask for an underlayer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より半導体装置の製造方法において
は、半導体基板全面に導電膜を形成し、これをパターニ
ングし、導電膜を所定の形状に加工して配線層等を形成
する工程が行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a conductive film on the entire surface of a semiconductor substrate, patterning the conductive film, and processing the conductive film into a predetermined shape to form a wiring layer or the like is performed. ing.

【0003】以下に従来の技術として、配線層の形成工
程のうち、MOSトランジスタのゲート電極配線と配線
接続部の形成工程について図12乃至図14を用いて説
明する。尚、以下の説明において配線接続部はゲート電
極配線に接続されているものとする。またこの配線接続
部は、上層に形成される図示せぬ配線層とゲート電極配
線とのコンタクトをとるために、合わせ余裕を持って、
その寸法はゲート電極配線に比較し大きめに形成される
ものとする。
As a conventional technique, a process of forming a gate electrode wiring of a MOS transistor and a wiring connecting portion in a process of forming a wiring layer will be described with reference to FIGS. 12 to 14. In the following description, it is assumed that the wiring connecting portion is connected to the gate electrode wiring. In addition, this wiring connection portion has a fitting margin in order to make contact between the wiring layer (not shown) formed in the upper layer and the gate electrode wiring,
The size of the gate electrode wiring is larger than that of the gate electrode wiring.

【0004】さらに各図の(a)は、発明の実施の形態
において参照する図1(c)のA−A面に対応する部分
の断面図であり、各図の(b)は、B−B面に対応する
部分の断面図である。
Further, (a) of each drawing is a sectional view of a portion corresponding to the AA plane of FIG. 1 (c) referred to in the embodiment of the invention, and (b) of each drawing is a B- It is sectional drawing of the part corresponding to B surface.

【0005】まず図12に示すように、半導体基板11
1の素子分離領域にはフィールド絶縁膜112を、また
半導体基板111の素子領域上にはゲート絶縁膜113
を形成する。図においてフィールド絶縁膜112は、L
OCOS(Local Oxidationof Silicon)法により形成
した例を示しているが、STI(Shallow Trench Isola
tion)法により形成してもよい。次にこれらの絶縁膜1
12、113上に、ゲート電極配線を形成するために多
結晶シリコン膜等により導電膜114を形成する。次に
導電膜114上に、キャップ絶縁膜115を形成する。
尚、導電膜114やキャップ絶縁膜115は、CVD
(Chemical Vapour Deposition)法やスパッタ法によっ
て堆積する。この後キャップ絶縁膜上に、光リソグラフ
ィ用のレジストか或いは電子線リソグラフィ用のレジス
トかを塗布し、このレジストを光リソグラフィ、或いは
電子線リソグラフィによりゲート電極配線の形状に感光
させ、感光させた後のレジストを現像することにより、
レジストパターン116を形成する。
First, as shown in FIG. 12, a semiconductor substrate 11 is formed.
A field insulating film 112 is formed in the element isolation region of No. 1 and a gate insulating film 113 is formed on the element region of the semiconductor substrate 111.
To form In the figure, the field insulating film 112 is L
Although an example of forming by an OCOS (Local Oxidation of Silicon) method is shown, STI (Shallow Trench Isola) is shown.
formation) method. Next, these insulating films 1
On 12 and 113, a conductive film 114 of a polycrystalline silicon film or the like is formed to form a gate electrode wiring. Next, the cap insulating film 115 is formed over the conductive film 114.
The conductive film 114 and the cap insulating film 115 are formed by CVD.
(Chemical Vapor Deposition) method or sputtering method is used for deposition. After that, a resist for photolithography or a resist for electron beam lithography is applied on the cap insulating film, the resist is exposed to the shape of the gate electrode wiring by photolithography or electron beam lithography, and then exposed. By developing the resist of
A resist pattern 116 is formed.

【0006】続いて図13に示すように、レジストパタ
ーン116をマスクとして、異方性エッチングによりキ
ャップ絶縁膜115をパターニングする。次にアッシン
グ等により、エッチングの際のマスクとして用いたレジ
ストパターン116を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 13, the cap insulating film 115 is patterned by anisotropic etching using the resist pattern 116 as a mask. Next, the resist pattern 116 used as the mask during etching is removed by ashing or the like.

【0007】続いて図14に示すように、パターニング
されたキャップ絶縁膜115をマスクとして、異方性エ
ッチングにより導電膜114をパターニングし、ゲート
電極配線とそれに接続される配線接続部を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 14, the conductive film 114 is patterned by anisotropic etching using the patterned cap insulating film 115 as a mask to form a gate electrode wiring and a wiring connection portion connected to the gate electrode wiring.

【0008】上記の例は、MOSトランジスタのゲート
電極配線とこれに接続される配線接続部の領域の形成方
法について示しているが、この他、通常の素子間の配線
層と配線接続部を形成する場合等についても、上記と同
様の製造工程を用いて行うことができる。
The above example shows the method of forming the gate electrode wiring of the MOS transistor and the area of the wiring connecting portion connected to the gate electrode wiring. In addition to this, the wiring layer and the wiring connecting portion between ordinary elements are formed. In the case of doing so, the same manufacturing process as described above can be used.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、ゲート電極配線を形成するためのマスクとして用い
るレジストパターンの形成では、g線やi線或いはKr
Fエキシマレーザーを光源として用いる光リソグラフィ
が一般的であり、この他、電子線ビームによってパター
ンを描画する電子線リソグラフィを用いることが考えら
れる。
In the prior art, in forming a resist pattern used as a mask for forming gate electrode wiring, g-line, i-line or Kr line is used.
Optical lithography using an F excimer laser as a light source is generally used, and in addition to this, it is conceivable to use electron beam lithography for drawing a pattern with an electron beam.

【0010】光リソグラフィは、レジストパターンの形
成に通常用いられている方法であり、スループットも比
較的高いため半導体装置の量産に向いている。しかし今
後さらに微細化していく超LSIの製造を考慮すると、
解像度の点で問題がある。現状の光リソグラフィ技術で
は、KrFエキシマレーザを光源として用いた場合で
も、幅0.25μm程度のパターニングが限界とされてい
る。今後の超LSIの微細化の流れに伴って、配線のデ
ザインルールは0.1 μm近辺、もしくはそれ以下になっ
ていくと予測されており、その配線のデザインルールを
現状の光リソグラフィ技術を用いてパターニングするこ
とは困難である。
Optical lithography is a method usually used for forming a resist pattern and has a relatively high throughput, and is suitable for mass production of semiconductor devices. However, considering the production of VLSI that will be further miniaturized in the future,
There is a problem with the resolution. In the current photolithography technology, patterning with a width of about 0.25 μm is a limit even when a KrF excimer laser is used as a light source. It is predicted that the wiring design rule will be around 0.1 μm or less along with the trend of miniaturization of VLSI in the future, and the wiring design rule will be patterned using the current optical lithography technology. Is difficult to do.

【0011】一方電子線リソグラフィは、光リソグラフ
ィと比較して解像度は高く、0.1 μm近辺のデザインル
ールのパターニングに関しては、充分対応することがで
きるとされている。しかし、光リソグラフィと比較する
と、スループットが極端に悪いという問題点がある。こ
れは光リソグラフィではレジストの平面を一度に広範囲
に感光させることが可能なのに対し、電子線リソグラフ
ィではレジストの平面を一度に広範囲を感光させること
ができず、描画により感光させる領域を塗りつぶす必要
があるからである。
On the other hand, electron beam lithography has a higher resolution than optical lithography, and it is said that electron beam lithography can sufficiently deal with patterning of design rules around 0.1 μm. However, compared with optical lithography, there is a problem that throughput is extremely poor. In photolithography, the plane of the resist can be exposed over a wide area at one time, whereas in electron beam lithography, the plane of the resist cannot be exposed over a wide area at a time, and it is necessary to fill the exposed area by drawing. Because.

【0012】通常、半導体集積回路の素子中の配線のパ
ターンは、デザインルールの比較的大きいパターン、す
なわち現状の光リソグラフィでも充分パターニングが可
能なパターンと、デザインルールの比較的小さいパター
ン、すなわち現状の光リソグラフィではパターニングが
困難になりつつあるパターンとが混在している。そこで
スループットの向上と、解像度の向上の両立のため、デ
ザインルールが小さく、光リソグラフィではパターニン
グが困難なパターンの形成の際のみ、電子線リソグラフ
ィを用い、その他の部分のパターンの形成には、光リソ
グラフィを用いることが考えられる。
Usually, the wiring patterns in the elements of the semiconductor integrated circuit have a relatively large design rule, that is, a pattern that can be sufficiently patterned even by the current photolithography, and a relatively small design rule, that is, the current pattern. Patterns that are becoming difficult to pattern by optical lithography are mixed. Therefore, in order to achieve both improved throughput and improved resolution, electron beam lithography is used only when forming patterns that have small design rules and are difficult to pattern by optical lithography. It is conceivable to use lithography.

【0013】しかしながら本来、光リソグラフィと電子
線リソグラフィとでは、エッチングのマスクとして形成
するためのレジストの種類が異なる。従って光リソグラ
フィと電子線リソグラフィを単純に併用することは不可
能である。光リソグラフィと電子線リソグラフィとをそ
れぞれに対応したレジストを用いて併用しようとすれ
ば、例えば光リソグラフィにより形成したレジストパタ
ーンが、電子線に影響されないように、形成したレジス
トパターンを覆ったマスクを形成した後に、電子線リソ
グラフィを行う必要が生じたり、エッチングのマスクと
して使用した後のレジストパターンを除去する必要等が
生じ、工程数の増加を招くこととなる。一方、解像度を
落とさずに光、電子線の両方により感光することが可能
なレジストの開発も進められているが、まだ実用化には
至っていない。
However, originally, the types of resists to be formed as an etching mask are different between optical lithography and electron beam lithography. Therefore, it is impossible to simply use optical lithography and electron beam lithography together. If it is attempted to use the resists corresponding to the optical lithography and the electron beam lithography in combination, for example, a mask covering the formed resist pattern is formed so that the resist pattern formed by the optical lithography is not affected by the electron beam. After that, it becomes necessary to carry out electron beam lithography, or it becomes necessary to remove the resist pattern after being used as an etching mask, resulting in an increase in the number of steps. On the other hand, a resist that can be exposed to both light and an electron beam without degrading the resolution is being developed, but it has not been put to practical use yet.

【0014】またデザインルールの大きいパターン及び
小さいパターンの全てを電子線リソグラフィによりパタ
ーニングすることも考えられるが、この場合、スループ
ットが大幅に低下する。即ち、前述のように光リソグラ
フィではレジストの平面を一度に広範囲に感光させるこ
とが可能なのに対して、電子線リソグラフィでは描画に
よって感光すべき領域を塗りつぶす必要があるからであ
る。現状ではウエハ一枚当たり、レジストの感光に要す
る時間は、光リソグラフィによる露光ではウエハの移動
時間等も含め数分程度であるのに対し、電子線リソグラ
フィではウエハ一枚当たり数時間は必要である。よっ
て、特に大規模な量産が行われる半導体装置の製造にお
いては、電子線リソグラフィのみでレジストパターンを
感光させることは現実的ではない。
It is also conceivable to pattern all the patterns having large design rules and patterns having small design rules by electron beam lithography, but in this case, the throughput is significantly reduced. That is, as described above, in the photolithography, the plane of the resist can be exposed over a wide range at once, whereas in the electron beam lithography, it is necessary to fill the area to be exposed by drawing. At present, the time required to expose the resist per wafer is about several minutes including the movement time of the wafer in the case of exposure by optical lithography, whereas several hours are required for each wafer in electron beam lithography. . Therefore, it is not realistic to expose the resist pattern only by the electron beam lithography in the manufacture of a semiconductor device in which large-scale mass production is performed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は半導体装置の製
造方法、特に配線層の形成工程において、スループット
の低下を防ぎ、かつ超LSIの微細化に対応できるよ
う、小さいデザインルールの部分のレジストのパターニ
ングには電子線リソグラフィを用い、その他の部分のレ
ジストのパターニングには光リソグラフィを用いるため
の製造方法を提供する。それは以下の手段により行う。
According to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, particularly in a step of forming a wiring layer, a resist having a small design rule is provided so as to prevent a decrease in throughput and to cope with miniaturization of a VLSI. There is provided a manufacturing method for using electron beam lithography for the patterning of, and photolithography for the patterning of the resist in other portions. This is done by the following means.

【0016】すなわち本発明の第一の手段によれば第
一、第二領域を有する半導体基板表面上に第一絶縁膜
と、導電膜と、第二絶縁膜と、前記導電膜とエッチング
特性が実質的に同様な選択膜とを順次形成する工程と、
光リソグラフィ法により前記選択膜表面の前記第一領域
上に第一レジストパターンを形成する工程と、前記第一
レジストパターンをマスクとし前記選択膜をパターニン
グする工程と、前記第一レジストパターンを除去する工
程と、電子線リソグラフィ法により前記第二絶縁膜表面
の前記第二領域上に第二レジストパターンを形成する工
程と、前記第二レジストパターンと前記選択膜とをマス
クとし前記第二絶縁膜をパターニングする工程と、前記
第二レジストパターンを除去する工程と、パターニング
された前記第二絶縁膜をマスクとして前記導電膜をパタ
ーニングする工程とを具備することを特徴とする。
That is, according to the first means of the present invention, the first insulating film, the conductive film, the second insulating film, and the conductive film have etching characteristics on the surface of the semiconductor substrate having the first and second regions. A step of sequentially forming a substantially similar selective film,
Forming a first resist pattern on the first region of the surface of the selective film by photolithography, patterning the selective film using the first resist pattern as a mask, and removing the first resist pattern A step, a step of forming a second resist pattern on the second region of the surface of the second insulating film by electron beam lithography, the second insulating film using the second resist pattern and the selective film as a mask The method is characterized by including a step of patterning, a step of removing the second resist pattern, and a step of patterning the conductive film using the patterned second insulating film as a mask.

【0017】また本発明の第二の手段によれば第一、第
二領域を有する半導体基板上に第一絶縁膜と、導電膜
と、第二絶縁膜と、前記導電膜とエッチング特性が実質
的に同様な選択膜とを順次形成する工程と、電子線リソ
グラフィ法により前記選択膜表面の第二領域上に第二レ
ジストパターンを形成する工程と、前記第二レジストパ
ターンをマスクとし前記選択膜をパターニングする工程
と、前記第二レジストパターンを除去する工程と、光リ
ソグラフィ法により前記第二絶縁膜上に第一レジストパ
ターンを形成する工程と、前記第一レジストパターンと
前記選択膜をマスクとし前記第二絶縁膜をパターニング
する工程と、前記第一レジストパターンを除去する工程
と、パターニングされた前記第二絶縁膜をマスクとして
前記導電膜をパターニングする工程とを具備することを
特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the first insulating film, the conductive film, the second insulating film, and the conductive film have substantially the same etching characteristics on the semiconductor substrate having the first and second regions. Sequentially forming a similar selective film, a step of forming a second resist pattern on the second region of the selective film surface by an electron beam lithography method, and the selective film using the second resist pattern as a mask Patterning, a step of removing the second resist pattern, a step of forming a first resist pattern on the second insulating film by a photolithography method, the first resist pattern and the selective film as a mask Patterning the second insulating film, removing the first resist pattern, and patterning the conductive film using the patterned second insulating film as a mask. Characterized by comprising the step of packaging.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態とし
て、MOSトランジスタのゲート電極配線とそれに接続
される配線接続部の製造工程について、図1乃至図5を
参照して説明する。尚、図1(c)は各要素の形成後の
MOSトランジスタの上面図の概略を示している。この
図では、ゲート電極配線の形成領域211、素子形成領
域212、素子分離領域213及び配線接続部の形成領
域214とを示している。また各図の(a)は図1
(c)におけるA−A面に対応する部分の断面図、つま
りゲート電極配線に垂直な方向の断面を示しており、ま
た各図の(b)は図1(c)におけるB−B面に対応す
る部分の断面図、つまりゲート電極配線に平行な方向の
断面を示している。またこの配線接続部は、上層に形成
される図示せぬ配線層とゲート電極配線とのコンタクト
をとるために、合わせ余裕を持って、その寸法はゲート
電極配線に比較し大きめに形成されるものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment of the present invention, a manufacturing process of a gate electrode wiring of a MOS transistor and a wiring connecting portion connected thereto will be described with reference to FIGS. Incidentally, FIG. 1C shows a schematic top view of the MOS transistor after the formation of each element. In this figure, a gate electrode wiring formation region 211, an element formation region 212, an element isolation region 213, and a wiring connection portion formation region 214 are shown. Further, (a) of each figure is shown in FIG.
1C is a cross-sectional view of a portion corresponding to the AA plane in FIG. 1C, that is, a cross section in a direction perpendicular to the gate electrode wiring, and FIG. 1B is a BB plane in FIG. A cross-sectional view of a corresponding portion, that is, a cross section in a direction parallel to the gate electrode wiring is shown. In addition, this wiring connecting portion is formed to have a contact margin with a wiring layer (not shown) formed in an upper layer and a gate electrode wiring with a fitting margin, and its size is larger than that of the gate electrode wiring. And

【0019】まず図1(a)、(b)に示すように、半
導体基板11上の素子分離領域に、LOCOS法を用い
てフィールド絶縁膜12を形成する。LOCOS法に換
えてSTI法によりフィールド絶縁膜を形成することも
できる。次にゲート酸化を行い、素子領域上に膜厚5 〜
20nmのゲート絶縁膜13を形成する。次にゲート電極配
線を形成するために、ゲート絶縁膜13上にCVD法や
スパッタ法等により膜厚100 〜400 nmの導電膜14を
形成する。次に導電膜14上にCVD法等により膜厚20
0 nm程度のキャップ絶縁膜15を形成する。さらにキ
ャップ絶縁膜15上に導電膜14とエッチング特性が実
質的に同様な選択膜16を形成する。
First, as shown in FIGS. 1A and 1B, the field insulating film 12 is formed in the element isolation region on the semiconductor substrate 11 by the LOCOS method. The field insulating film can be formed by the STI method instead of the LOCOS method. Next, gate oxidation is performed to form a film thickness of 5 ~
A 20 nm gate insulating film 13 is formed. Next, in order to form a gate electrode wiring, a conductive film 14 having a film thickness of 100 to 400 nm is formed on the gate insulating film 13 by a CVD method, a sputtering method or the like. Next, a film thickness of 20 is formed on the conductive film 14 by the CVD method or the like.
A cap insulating film 15 of about 0 nm is formed. Further, a selective film 16 having substantially the same etching characteristics as the conductive film 14 is formed on the cap insulating film 15.

【0020】ここで導電膜14は、リンやボロンを高濃
度に含んだ多結晶シリコン、またはタングステン等の高
融点金属、または上層にタングステンシリサイドやモリ
ブデンシリサイド等の高融点金属シリサイドを、下層に
多結晶シリコンを用いた積層構造、または上層にタング
ステンやモリブデン等の高融点金属を、下層に多結晶シ
リコンを用いた積層構造により形成する。
The conductive film 14 is made of polycrystalline silicon containing phosphorus or boron at a high concentration, a refractory metal such as tungsten, or a refractory metal silicide such as tungsten silicide or molybdenum silicide as an upper layer. A laminated structure using crystalline silicon or a refractory metal such as tungsten or molybdenum is formed in an upper layer and a laminated structure using polycrystalline silicon in a lower layer.

【0021】キャップ絶縁膜15は、導電膜14とエッ
チングでの選択比の充分とれる材料、すなわちシリコン
酸化膜やシリコン窒化膜等で形成する。選択膜16は、
導電膜14とエッチング特性が実質的に同等な材料、す
なわち導電膜14を形成した全部または一部と同一の材
料か、あるいは導電膜14の材料を含有する材料、例え
ば多結晶シリコンや高融点金属、高融点金属シリサイ
ド、あるいはこれらを含有した材料により形成する。一
般に高融点金属や高融点金属シリサイドは多結晶シリコ
ンに対し、そのエッチングの選択比は数倍程度であるた
め、選択膜16は多結晶シリコンで形成するのが最も望
ましい。具体的には、導電膜14を多結晶シリコン或い
は高融点金属の単層で形成した場合や、導電膜14を高
融点金属或いは高融点金属シリサイドと多結晶シリコン
との積層で形成した場合には、選択膜16は多結晶シリ
コンにより形成するのが最も望ましい。
The cap insulating film 15 is formed of a material having a sufficient selection ratio for etching with the conductive film 14, that is, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like. The selection film 16 is
A material having substantially the same etching characteristics as the conductive film 14, that is, the same material as all or part of the conductive film 14, or a material containing the conductive film 14, such as polycrystalline silicon or refractory metal. , A refractory metal silicide, or a material containing these. In general, refractory metal and refractory metal silicide have an etching selection ratio of about several times that of polycrystalline silicon. Therefore, the selection film 16 is most preferably formed of polycrystalline silicon. Specifically, when the conductive film 14 is formed of a single layer of polycrystalline silicon or refractory metal, or when the conductive film 14 is formed of a laminated layer of refractory metal or refractory metal silicide and polycrystalline silicon. Most preferably, the selection film 16 is made of polycrystalline silicon.

【0022】尚、選択膜16を多結晶シリコンにより形
成する場合、この多結晶シリコンの膜厚は、導電膜14
の一部として形成する多結晶シリコンの膜厚以下で形成
するのが望ましい。
When the selection film 16 is made of polycrystalline silicon, the film thickness of this polycrystalline silicon is the conductive film 14.
It is desirable that the thickness is less than or equal to the thickness of the polycrystalline silicon formed as a part of

【0023】但し、選択膜16の膜厚、材料に関して
は、後述するゲート電極の形成のためのエッチング時に
導電膜14の除去される部分と共に、除去されるような
条件を選択すればよい。
However, regarding the film thickness and the material of the selection film 16, it is only necessary to select the conditions such that the film is removed together with the part where the conductive film 14 is removed during the etching for forming the gate electrode described later.

【0024】続いて図2に示すように、選択膜16の全
面に光リソグラフィ用のレジストを塗布する。次に光リ
ソグラフィを用い、レジストを所定のパターンに露光
し、これを現像することによりレジストパターン21を
形成する。このレジストパターン21は、光リソグラフ
ィで充分対応することが可能な、デザインルールの比較
的大きな箇所に形成する。すなわちゲート電極配線等の
光リソグラフィでは対応が困難な箇所ではなく、上層配
線との接続をとるための配線接続部やパッドに対応する
箇所に形成する。現状の光リソグラフィでは線幅0.25μ
m程度でパターニングすることが可能であるが、ここで
はレジストパターンの縦横の寸法は0.8 〜1.4 μm程度
で形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2, a resist for photolithography is applied to the entire surface of the selection film 16. Next, a resist pattern 21 is formed by exposing the resist to a predetermined pattern using photolithography and developing the resist. The resist pattern 21 is formed at a portion having a relatively large design rule, which can be sufficiently dealt with by photolithography. That is, it is formed not in a place such as a gate electrode wiring, which is difficult to cope with by photolithography, but in a portion corresponding to a wiring connecting portion or a pad for making a connection with an upper wiring. Linewidth of 0.25μ in current optical lithography
Although it is possible to perform patterning with a length of about m, the vertical and horizontal dimensions of the resist pattern are formed here with a length of about 0.8 to 1.4 μm.

【0025】続いて図3に示すように、レジストパター
ン21をマスクとして、選択膜16を異方性エッチング
によりエッチングする。この際、キャップ絶縁膜15と
選択膜16とはエッチングの選択比が大きいため、選択
膜16のみをエッチングし、キャップ絶縁膜15を残留
させることができる。尚、選択膜16のエッチングに際
しては、Cl2 やHBr、SF6 等をエッチングガスと
して用いることにより、絶縁膜とのエッチングの選択比
を10乃至30程度とすることができる。次にレジスト
パターン21をアッシング、或いはアッシングと硫酸及
び過酸化水素との薬液処理との組み合わせにより除去す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the selection film 16 is etched by anisotropic etching using the resist pattern 21 as a mask. At this time, since the etching selection ratio between the cap insulating film 15 and the selection film 16 is large, only the selection film 16 can be etched and the cap insulating film 15 can be left. When etching the selective film 16, by using Cl 2 , HBr, SF 6 or the like as an etching gas, the etching selection ratio with respect to the insulating film can be set to about 10 to 30. Next, the resist pattern 21 is removed by ashing or a combination of ashing and chemical treatment with sulfuric acid and hydrogen peroxide.

【0026】続いて図4に示すように、キャップ絶縁膜
15上及びパターニングされた選択膜16上に電子線リ
ソグラフィ用のレジストを塗布する。次に光リソグラフ
ィではパターニングが困難となりつつあるゲート電極配
線に対応する箇所のみを、電子線リソグラフィを用いて
感光し、現像することにより、レジストパターン41を
形成する。電子線リソグラフィでは線幅0.1 μm程度以
下でもパターニングすることが可能であるが、ここでは
レジストパターンの線幅は0.15μm程度で形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4, a resist for electron beam lithography is applied on the cap insulating film 15 and the patterned selection film 16. Next, a resist pattern 41 is formed by exposing and developing only a portion corresponding to the gate electrode wiring, which is becoming difficult to be patterned by photolithography, using electron beam lithography. In electron beam lithography, patterning is possible even with a line width of about 0.1 μm or less, but here, the resist pattern is formed with a line width of about 0.15 μm.

【0027】尚、光リソグラフィで充分対応が可能なデ
ザインルールの比較的大きいパターンと、光リソグラフ
ィではパターニングが困難となりつつあるデザインルー
ルが比較的小さいパターンとが結合して、一つのパター
ンを形成している場合には、レジストパターン41は、
選択膜16にオーバーラップさせて形成することによ
り、両者の間に多少の合わせずれが生じても対応するこ
とが可能である。
It should be noted that a pattern having a relatively large design rule, which can be sufficiently dealt with by optical lithography, and a pattern having a relatively small design rule, which is becoming difficult to pattern by optical lithography, are combined to form one pattern. In this case, the resist pattern 41 is
By forming the selective film 16 so as to overlap it, it is possible to deal with a slight misalignment between the two.

【0028】続いて図5に示すように、この前の工程ま
でにパターニングが完了しているレジストパターン41
と選択膜16の双方をマスクとして、キャップ絶縁膜1
5を異方性エッチングによりエッチングする。この際、
キャップ絶縁膜15と導電膜14及び選択膜16とはエ
ッチングの選択比が比較的大きいので、キャップ絶縁膜
15のみをエッチングし、導電膜14及び選択膜16を
残留させることができる。尚、キャップ絶縁膜15のエ
ッチングに際しては、CF4 やCO、CHF3等を組み
合わせてエッチングガスとして用いることにより、導電
膜とのエッチングの選択比を10乃至30程度とするこ
とができる。次にレジストパターン41をアッシング等
により除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a resist pattern 41 whose patterning is completed by the preceding step.
Using both the selective film 16 and the mask 16 as a mask, the cap insulating film 1
5 is etched by anisotropic etching. On this occasion,
Since the etching selection ratio of the cap insulating film 15 to the conductive film 14 and the selection film 16 is relatively large, only the cap insulating film 15 can be etched and the conductive film 14 and the selection film 16 can be left. When the cap insulating film 15 is etched, CF 4 , CO, CHF 3 or the like is used in combination as an etching gas, so that the etching selection ratio to the conductive film can be set to about 10 to 30. Next, the resist pattern 41 is removed by ashing or the like.

【0029】続いて図6に示すように、キャップ絶縁膜
15をマスクとして導電膜14を異方性エッチングによ
りエッチングする。この際、選択膜16は導電膜14と
エッチング特性が実質的に同様なため、導電膜14と同
時にエッチングされ、除去される。従って選択膜16を
除去する工程を省略することができる。尚、導電膜14
のエッチングに際しては、Cl2 やHBr、SF6 等を
エッチングガスとして用いることにより、キャップ絶縁
膜15とのエッチングの選択比を10乃至30程度とす
ることができる。以上の工程により、ゲート電極配線と
それに接続される配線接続部の形成工程が終了する。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the conductive film 14 is etched by anisotropic etching using the cap insulating film 15 as a mask. At this time, since the selective film 16 has substantially the same etching characteristics as the conductive film 14, it is etched and removed at the same time as the conductive film 14. Therefore, the step of removing the selection film 16 can be omitted. The conductive film 14
At the time of etching, by using Cl 2 , HBr, SF 6 or the like as an etching gas, the etching selection ratio with respect to the cap insulating film 15 can be set to about 10 to 30. Through the above steps, the step of forming the gate electrode wiring and the wiring connecting portion connected thereto is completed.

【0030】本発明の第一の実施の形態によれば、キャ
ップ絶縁膜15上にさらに導電膜14とエッチング特性
が実質的に同様な選択膜16を形成する。そして光リソ
グラフィ技術で対応することが可能なデザインルールの
大きい部分のレジストパターン21を形成した後、これ
をマスクとして選択膜16のパターニングを行う。次に
光リソグラフィ技術では対応することが困難になりつつ
ある部分のレジストパターン41を電子線リソグラフィ
を用いて形成し、レジストパターン41及びパターニン
グされた選択膜16をマスクとしてキャップ絶縁膜15
のパターニングを行う。そして最終的にパターニングさ
れたキャップ絶縁膜15をマスクとして導電膜14をパ
ターニングする。
According to the first embodiment of the present invention, the selection film 16 having substantially the same etching characteristics as the conductive film 14 is further formed on the cap insulating film 15. Then, after forming a resist pattern 21 in a portion having a large design rule that can be dealt with by the photolithography technique, the selective film 16 is patterned using this as a mask. Next, a resist pattern 41 at a portion which is becoming difficult to deal with by the photolithography technique is formed by using electron beam lithography, and the cap insulating film 15 is formed by using the resist pattern 41 and the patterned selection film 16 as a mask.
Is performed. Then, the conductive film 14 is patterned using the finally patterned cap insulating film 15 as a mask.

【0031】次に本発明の第二の実施の形態について、
図7乃至図11を参照して説明する。尚、第一の実施の
形態と同一の構成要素については、図中で同一の符号を
記し、これらの説明を省略する。また各構成の膜厚や材
料についても特に示さない限り、第一の実施の形態と同
一とする。尚、各図の(a)は図1(c)におけるA−
A面に対応する断面図、各図の(b)は図1(c)にお
けるB−B面に対応する断面図である。
Next, regarding the second embodiment of the present invention,
This will be described with reference to FIGS. 7 to 11. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted. The film thickness and material of each structure are the same as those in the first embodiment unless otherwise specified. Incidentally, (a) of each figure is A- in FIG. 1 (c).
Sectional views corresponding to the plane A, (b) of each figure are sectional views corresponding to the plane BB in FIG. 1 (c).

【0032】まず図7に示すように、半導体基板11上
にゲート絶縁膜13、導電膜14、キャップ絶縁膜1
5、選択膜16を順次形成する。この工程は第一の実施
の形態における図1に示した工程と同様である。また導
電膜14、キャップ絶縁膜15、選択膜16の膜厚、材
料についても第一の実施の形態と同様である。次に選択
膜16上に電子線リソグラフィ用のレジストを塗布し、
光リソグラフィ技術では対応することが困難となりつつ
ある部分のみを、電子線リソグラフィを用いてパターニ
ングし、レジストパターン71を形成する。光リソグラ
フィで充分対応が可能なデザインルールの大きいパター
ンと、光リソグラフィでは対応が困難となりつつあるデ
ザインルールの小さいパターンが結合している部分があ
る場合には、レジストパターン71は本来のパターンよ
りもデザインルールの大きいパターン側にオーバーラッ
プさせて形成することにより、両者の間に多少の合わせ
ずれが生じても対応することが可能である。
First, as shown in FIG. 7, a gate insulating film 13, a conductive film 14, and a cap insulating film 1 are formed on a semiconductor substrate 11.
5, the selection film 16 is sequentially formed. This step is the same as the step shown in FIG. 1 in the first embodiment. The film thicknesses and materials of the conductive film 14, the cap insulating film 15, and the selection film 16 are also the same as those in the first embodiment. Next, a resist for electron beam lithography is applied on the selection film 16,
A resist pattern 71 is formed by patterning using electron beam lithography only a portion that is becoming difficult to deal with with the optical lithography technique. When there is a portion where a pattern with a large design rule that can be sufficiently dealt with by optical lithography and a pattern with a small design rule that is becoming difficult to deal with by optical lithography are combined, the resist pattern 71 is more than the original pattern. It is possible to deal with a slight misalignment between the two by forming them so as to overlap on the pattern side having a large design rule.

【0033】続いて図8に示すように、レジストパター
ン71をマスクとして選択膜16を異方性エッチングに
よりエッチングする。この際、選択膜16とキャップ絶
縁膜15とはエッチングの選択比が大きいので、選択膜
16のみをパターニングし、キャップ絶縁膜15を残留
させることができる。次に、レジストパターン71をア
ッシング等により除去する。
Then, as shown in FIG. 8, the selective film 16 is etched by anisotropic etching using the resist pattern 71 as a mask. At this time, since the etching selection ratio between the selection film 16 and the cap insulating film 15 is large, only the selection film 16 can be patterned and the cap insulating film 15 can be left. Next, the resist pattern 71 is removed by ashing or the like.

【0034】続いて図9に示すように、光リソグラフィ
用のレジストをキャップ絶縁膜15上及び選択膜16上
に塗布する。次に光リソグラフィを用いて、所定のパタ
ーンを露光、現像することによりレジストパターン91
を形成する。このレジストパターン91は、光リソグラ
フィで充分対応することが可能な、デザインルールの比
較的大きな箇所に形成する。すなわちゲート電極配線等
の光リソグラフィでは対応が困難な箇所ではなく、上層
配線との接続をとるための配線接続部やパッドを形成す
る部分に対応する箇所に形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 9, a resist for photolithography is applied on the cap insulating film 15 and the selection film 16. Next, a resist pattern 91 is formed by exposing and developing a predetermined pattern using optical lithography.
To form The resist pattern 91 is formed at a portion having a relatively large design rule, which can be sufficiently dealt with by photolithography. That is, the gate electrode wiring is not formed in a portion that is difficult to cope with by photolithography, but is formed in a portion corresponding to a wiring connection portion or a portion where a pad is formed for connection with an upper layer wiring.

【0035】続いて図10に示すように、レジストパタ
ーン91と選択膜16の双方をマスクとし、異方性エッ
チングによりキャップ絶縁膜15をエッチングする。こ
の際、キャップ絶縁膜15と導電膜14及び選択膜16
とはエッチングの選択比が大きいので、キャップ絶縁膜
15のみをエッチングし、導電膜14及び選択膜16を
残留させることができる。次にレジストパターン91を
アッシング等により除去する。
Then, as shown in FIG. 10, the cap insulating film 15 is etched by anisotropic etching using both the resist pattern 91 and the selection film 16 as a mask. At this time, the cap insulating film 15, the conductive film 14, and the selection film 16
Since the etching selection ratio is high, only the cap insulating film 15 can be etched and the conductive film 14 and the selection film 16 can be left. Next, the resist pattern 91 is removed by ashing or the like.

【0036】続いて図11に示すように、キャップ絶縁
膜15をマスクとして導電膜14を異方性エッチングに
よりエッチングする。この際、選択膜16は導電膜14
とエッチング特性が実質的に同様なため、導電膜14と
共に同時にエッチングされ、除去される。従って選択膜
16を除去する工程を省略することができる。以上の工
程により、ゲート電極配線とそれに接続される配線接続
部の形成工程が終了する。
Subsequently, as shown in FIG. 11, the conductive film 14 is etched by anisotropic etching using the cap insulating film 15 as a mask. At this time, the selection film 16 is the conductive film 14
Since the etching characteristics are substantially the same, they are simultaneously etched and removed together with the conductive film 14. Therefore, the step of removing the selection film 16 can be omitted. Through the above steps, the step of forming the gate electrode wiring and the wiring connecting portion connected thereto is completed.

【0037】第二の実施の形態においては、第一の実施
の形態と同様にキャップ絶縁膜15上にさらに導電膜1
4とエッチング特性が実質的に同様な選択膜16を形成
する。そしてまず光リソグラフィ技術で対応することが
困難となりつつある部分に、電子線リソグラフィを用い
てレジストパターン71を形成し、これを用いて選択膜
16をパターニングする。次に光リソグラフィで対応が
可能なデザインルールの大きい部分のレジストパターン
21を形成した後、これらをマスクとしてキャップ絶縁
膜15のパターニングを行う。そして最終的にパターニ
ングされたキャップ絶縁膜15をマスクとして導電膜1
4をパターニングする。すなわち第一の実施の形態と第
二の実施の形態とは、光リソグラフィを用いたレジスト
パターンの形成と、電子線リソグラフィを用いたレジス
トパターンの形成の順序が異なる。
In the second embodiment, the conductive film 1 is further formed on the cap insulating film 15 as in the first embodiment.
4 to form a selective film 16 having substantially the same etching characteristics. Then, first, a resist pattern 71 is formed by electron beam lithography in a portion where it is becoming difficult to deal with with the photolithography technique, and the selection film 16 is patterned using this. Next, after forming a resist pattern 21 in a portion having a large design rule that can be dealt with by optical lithography, the cap insulating film 15 is patterned using these as a mask. Then, using the finally patterned cap insulating film 15 as a mask, the conductive film 1 is formed.
4 is patterned. That is, the order of forming a resist pattern using optical lithography and forming a resist pattern using electron beam lithography is different between the first embodiment and the second embodiment.

【0038】以上の各実施の形態では、ゲート電極配線
となる導電膜とその上面に形成されるキャップ絶縁膜の
積層構造を用い、この積層構造の上に、導電膜とエッチ
ング特性が実質的に同様な選択膜を設けることにより、
光リソグラフィと電子線リソグラフィを併用することが
可能となる。また選択膜は導電膜のエッチングの工程と
同時に除去されるため、これを除去するための工程を省
略することが可能となる。これにより、配線層等のパタ
ーニングの際、現状の光リソグラフィではパターニング
を行うことが困難となりつつあるデザインルールの小さ
い部分のみを選択し、この部分のみ電子線リソグラフィ
でパターニングすることが可能となり、超LSIの微細
化に対応し、かつスループットの低下を防ぐことができ
る。
In each of the above-described embodiments, a laminated structure of a conductive film to be a gate electrode wiring and a cap insulating film formed on the upper surface thereof is used, and the conductive film and the etching characteristic are substantially formed on the laminated structure. By providing a similar selective film,
Optical lithography and electron beam lithography can be used together. Further, since the selective film is removed at the same time as the step of etching the conductive film, the step for removing it can be omitted. As a result, when patterning a wiring layer or the like, it becomes possible to select only a portion with a small design rule, which is becoming difficult to pattern with current optical lithography, and pattern this portion with electron beam lithography. It is possible to cope with the miniaturization of the LSI and prevent a decrease in throughput.

【0039】尚、上記の実施の形態では選択膜16の膜
厚は、導電膜14の膜厚と同等、さらには導電膜14の
膜厚以上であっても、導電膜のエッチング工程において
同時に除去される性質を有すればよい。また上記の実施
の形態では、ゲート電極配線と配線接続部の形成工程に
ついて示したが、これに限定されることはなく、導電膜
と絶縁層の積層となっている配線層全般の形成工程に適
用することが可能である。さらに半導体基板上に高抵抗
を有する導電膜によって形成される抵抗素子と、この抵
抗素子に接続される抵抗素子の接続極部の形成工程にも
適用することが可能である。すなわち電子線リソグラフ
ィによって、線幅がより狭い領域をパターニングするこ
とができるため、より高抵抗な抵抗素子を微細な領域中
に形成することができる。また上記に示した数値、材料
等は上記に限定されるものではなく、種々態様により実
施することが可能である。
In the above embodiment, the thickness of the selection film 16 is equal to that of the conductive film 14, and even if the thickness of the conductive film 14 is greater than or equal to that of the conductive film 14, they are simultaneously removed in the conductive film etching step. It suffices if it has the property to be. Further, in the above-described embodiment, the formation process of the gate electrode wiring and the wiring connection portion is described, but the present invention is not limited to this, and it is not limited to the formation process of the entire wiring layer in which the conductive film and the insulating layer are stacked. It is possible to apply. Further, it can be applied to a step of forming a resistance element formed of a conductive film having a high resistance on a semiconductor substrate and a connection pole portion of the resistance element connected to the resistance element. That is, since a region having a narrower line width can be patterned by electron beam lithography, a resistance element having a higher resistance can be formed in a fine region. Further, the numerical values, materials and the like shown above are not limited to the above, and can be implemented in various modes.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、現状の光リソグラフィ
技術では対応することが困難となりつつあるパターンを
含む場合、その配線層として形成する膜の上面に、さら
にこの配線層とエッチング特性の類似した選択膜を設け
ることにより、光リソグラフィと電子線リソグラフィと
を混用して、パターニングを行うことが可能となる。さ
らにこの選択膜は、導電膜をエッチングする際に同時に
エッチングされて除去されるため、これを除去するため
の工程を追加する必要が無い。よって配線層のパターニ
ングの際、現状の光リソグラフィではパターニングを行
うことが困難となりつつあるデザインルールの小さい部
分のみを選択し、この部分のみ電子線リソグラフィでパ
ターニングすることが可能であり、スループットの低下
を防ぐことができる。
According to the present invention, when a pattern including a pattern which is difficult to be dealt with by the current photolithography technique is included, the wiring layer having a similar etching property to the upper surface of the film formed as the wiring layer. By providing the selected film, it becomes possible to perform patterning by using a mixture of optical lithography and electron beam lithography. Further, since this selective film is etched and removed at the same time when the conductive film is etched, it is not necessary to add a step for removing it. Therefore, at the time of patterning the wiring layer, it is possible to select only a portion having a small design rule, which is becoming difficult to perform by the current optical lithography, and to pattern only this portion by electron beam lithography, which lowers the throughput. Can be prevented.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態を説明する工程断面
図。
FIG. 1 is a process sectional view illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の図1に続く第一の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 2 is a process sectional view explaining the first embodiment of the present invention following FIG. 1;

【図3】本発明の図2に続く第一の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 3 is a process sectional view explaining the first embodiment following FIG. 2 of the present invention.

【図4】本発明の図3に続く第一の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 4 is a process sectional view explaining the first embodiment following FIG. 3 of the present invention.

【図5】本発明の図4に続く第一の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 5 is a process sectional view explaining the first embodiment following FIG. 4 of the present invention.

【図6】本発明の図5に続く第一の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 6 is a process sectional view illustrating the first embodiment following FIG. 5 of the present invention.

【図7】本発明の第二の実施の形態を説明する工程断面
図。
FIG. 7 is a process cross-sectional view illustrating a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の図7に続く第二の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 8 is a process cross-sectional view illustrating a second embodiment following FIG. 7 of the present invention.

【図9】本発明の図8に続く第二の実施の形態を説明す
る工程断面図。
FIG. 9 is a process sectional view for explaining the second embodiment following FIG. 8 of the present invention.

【図10】本発明の図9に続く第二の実施の形態を説明
する工程断面図。
FIG. 10 is a process sectional view explaining a second embodiment following FIG. 9 of the present invention.

【図11】本発明の図10に続く第二の実施の形態を説
明する工程断面図。
FIG. 11 is a process sectional view illustrating a second embodiment following FIG. 10 of the present invention.

【図12】従来の製造方法を説明する工程断面図。FIG. 12 is a process cross-sectional view illustrating a conventional manufacturing method.

【図13】従来の図12に続く製造方法を説明する工程
断面図。
FIG. 13 is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method following conventional FIG.

【図14】従来の図13に続く製造方法を説明する工程
断面図。
FIG. 14 is a process sectional view explaining the manufacturing method following the conventional manufacturing method shown in FIG. 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、 111 半導体基板 12、 112 フィールド絶縁膜 13、 113 ゲート絶縁膜 14、 114 導電膜 15、 115 キャップ絶縁膜 16 選択膜 21、 41、71、91、116 レジストパターン 211 素子形成領域 212 ゲート電極配線形成領域 213 素子分離形成領域 214 配線接続部形成領域 11, 111 Semiconductor substrate 12, 112 Field insulating film 13, 113 Gate insulating film 14, 114 Conductive film 15, 115 Cap insulating film 16 Selective film 21, 41, 71, 91, 116 Resist pattern 211 Element forming region 212 Gate electrode wiring Formation region 213 Element isolation formation region 214 Wiring connection portion formation region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/88 Q ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/88 Q

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一、第二領域を有する半導体基板表面
上に第一絶縁膜と、導電膜と、第二絶縁膜と、前記導電
膜とエッチング特性が実質的に同様な選択膜とを順次形
成する工程と、 光リソグラフィ法により前記選択膜表面の前記第一領域
上に第一レジストパターンを形成する工程と、 前記第一レジストパターンをマスクとし前記選択膜をパ
ターニングする工程と、 前記第一レジストパターンを除去する工程と、 電子線リソグラフィ法により少なくとも前記第二絶縁膜
表面の前記第二領域上に第二レジストパターンを形成す
る工程と、 前記第二レジストパターンと前記選択膜とをマスクとし
前記第二絶縁膜をパターニングする工程と、 前記第二レジストパターンを除去する工程と、 パターニングされた前記第二絶縁膜をマスクとして前記
導電膜をパターニングする工程とを具備することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A first insulating film, a conductive film, a second insulating film, and a selection film having substantially the same etching characteristics as those of the conductive film on a surface of a semiconductor substrate having first and second regions. A step of sequentially forming, a step of forming a first resist pattern on the first region of the surface of the selective film by an optical lithography method, a step of patterning the selective film using the first resist pattern as a mask, A step of removing one resist pattern, a step of forming a second resist pattern on at least the second region of the surface of the second insulating film by an electron beam lithography method, and a mask of the second resist pattern and the selective film Patterning the second insulating film, removing the second resist pattern, and using the patterned second insulating film as a mask The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising a step of patterning the film.
【請求項2】 第一、第二領域を有する半導体基板上に
第一絶縁膜と、導電膜と、第二絶縁膜と、前記導電膜と
エッチング特性が実質的に同様な選択膜とを順次形成す
る工程と、 電子線リソグラフィ法により前記選択膜表面の第二領域
上に第二レジストパターンを形成する工程と、 前記第二レジストパターンをマスクとし前記選択膜をパ
ターニングする工程と、 前記第二レジストパターンを除去する工程と、 光リソグラフィ法により少なくとも前記第二絶縁膜上に
第一レジストパターンを形成する工程と、 前記第一レジストパターンと前記選択膜とをマスクとし
前記第二絶縁膜をパターニングする工程と、 前記第二絶縁膜をパターニングする工程の後、前記第一
レジストパターンを除去する工程と、 パターニングされた前記第二絶縁膜をマスクとして前記
導電膜をパターニングする工程とを具備することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
2. A first insulating film, a conductive film, a second insulating film, and a selective film having etching characteristics substantially the same as those of the conductive film are sequentially formed on a semiconductor substrate having first and second regions. A step of forming, a step of forming a second resist pattern on a second region of the surface of the selective film by an electron beam lithography method, a step of patterning the selective film using the second resist pattern as a mask, A step of removing the resist pattern, a step of forming a first resist pattern on at least the second insulating film by an optical lithography method, and a patterning of the second insulating film using the first resist pattern and the selective film as a mask And a step of removing the first resist pattern after the step of patterning the second insulating film, and a step of removing the patterned second insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of patterning the conductive film as a disk.
【請求項3】 前記導電膜をパターニングする工程にお
いて、パターニングされた前記選択膜を同時に除去する
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の
製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of patterning the conductive film, the patterned selective film is simultaneously removed.
【請求項4】 前記選択膜の膜厚を前記導電膜の膜厚以
下に形成することを特徴とする請求項1または2記載の
半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the film thickness of the selection film is formed to be equal to or less than the film thickness of the conductive film.
【請求項5】 前記第一領域は配線接続部形成領域であ
り、前記第二領域はゲート電極配線形成領域であること
を特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造
方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is a wiring connection portion forming region, and the second region is a gate electrode wiring forming region.
【請求項6】 前記第一領域は抵抗素子接続部形成領域
であり、前記第二領域は抵抗素子形成領域であることを
特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is a resistance element connection portion formation region, and the second region is a resistance element formation region.
【請求項7】 前記導電膜と前記選択膜とを同一の材料
かまたは同一の材料を含有させて形成することを特徴と
する請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film and the selection film are formed of the same material or containing the same material.
【請求項8】 前記導電膜を高融点金属シリサイドと多
結晶シリコンとの積層で形成し、前記選択膜を多結晶シ
リコンにより形成することを特徴とする請求項1または
2記載の半導体装置の製造方法。
8. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film is formed by stacking a refractory metal silicide and polycrystalline silicon, and the select film is formed by polycrystalline silicon. Method.
【請求項9】 前記導電膜を高融点金属と多結晶シリコ
ンとの積層で形成し、前記選択膜を多結晶シリコンによ
り形成すること特徴とする請求項1または2記載の半導
体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film is formed by stacking a refractory metal and polycrystalline silicon, and the select film is formed by polycrystalline silicon.
【請求項10】 前記導電膜と前記選択膜とを多結晶シ
リコンで形成すること特徴とする請求項1または2記載
の半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film and the selection film are formed of polycrystalline silicon.
【請求項11】前記選択膜として形成する多結晶シリコ
ンの膜厚を、前記導電膜として形成する多結晶シリコン
の膜厚以下に形成することを特徴とする請求項8乃至1
0記載の半導体装置の製造方法。
11. The film thickness of the polycrystalline silicon formed as the selection film is set to be equal to or less than the film thickness of the polycrystalline silicon formed as the conductive film.
0. A method for manufacturing a semiconductor device according to item 0.
【請求項12】 前記第二絶縁膜をシリコン酸化膜また
はシリコン窒化膜により形成することを特徴とする請求
項1または2記載の半導体装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating film is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【請求項13】 前記第一領域と前記第二領域とが隣接
する場合、前記第二レジストパターンを前記第一領域上
の一部にも前記第二領域上から延長して形成することを
特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方
法。
13. When the first region and the second region are adjacent to each other, the second resist pattern is formed on a part of the first region by extending from the second region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2.
【請求項14】 第一、第二領域を有する半導体基板表
面上に第一絶縁膜と、導電膜と、第二絶縁膜と、選択膜
とを順次形成する工程と、 光リソグラフィ法により前記選択膜表面の前記第一領域
上に第一レジストパターンを形成する工程と、 前記第一レジストパターンをマスクとし前記選択膜をパ
ターニングする工程と、 前記第一レジストパターンを除去する工程と、 電子線リソグラフィ法により少なくとも前記第二絶縁膜
表面の前記第二領域上に第二レジストパターンを形成す
る工程と、 前記第二レジストパターンと前記選択膜とをマスクとし
前記第二絶縁膜をパターニングする工程と、 前記第二レジストパターンを除去する工程と、パターニ
ングされた前記第二絶縁膜をマスクとして前記導電膜を
パターニングする工程とを具備し、 前記選択膜は、前記導電膜をパターニングする工程にお
いて、同時に除去される特性をもって形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
14. A step of sequentially forming a first insulating film, a conductive film, a second insulating film, and a selection film on a surface of a semiconductor substrate having first and second regions, and the selection by photolithography. Forming a first resist pattern on the first region of the film surface; patterning the selective film using the first resist pattern as a mask; removing the first resist pattern; electron beam lithography Forming a second resist pattern on the second region of at least the second insulating film surface by a method, and patterning the second insulating film using the second resist pattern and the selective film as a mask, A step of removing the second resist pattern, and a step of patterning the conductive film using the patterned second insulating film as a mask, Serial selective membrane, in the step of patterning the conductive film, a method of manufacturing a semiconductor device and forming with the characteristic to be removed at the same time.
【請求項15】 第一、第二領域を有する半導体基板上
に第一絶縁膜と、導電膜と、第二絶縁膜と、選択膜とを
順次形成する工程と、 電子線リソグラフィ法により前記選択膜表面の第二領域
上に第二レジストパターンを形成する工程と、 前記第二レジストパターンをマスクとし前記選択膜をパ
ターニングする工程と、 前記第二レジストパターンを除去する工程と、 光リソグラフィ法により少なくとも前記第二絶縁膜上に
第一レジストパターンを形成する工程と、 前記第一レジストパターンと前記選択膜とをマスクとし
前記第二絶縁膜をパターニングする工程と、 前記第二絶縁膜をパターニングする工程の後、前記第一
レジストパターンを除去する工程と、パターニングされ
た前記第二絶縁膜をマスクとして前記導電膜をパターニ
ングする工程とを具備し、 前記選択膜は、前記導電膜をパターニングする工程にお
いて、同時に除去される特性をもって形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
15. A step of sequentially forming a first insulating film, a conductive film, a second insulating film, and a selection film on a semiconductor substrate having first and second regions, and the selection by electron beam lithography. A step of forming a second resist pattern on a second region of the film surface, a step of patterning the selective film using the second resist pattern as a mask, a step of removing the second resist pattern, and a photolithography method. Forming a first resist pattern on at least the second insulating film; patterning the second insulating film using the first resist pattern and the selection film as a mask; and patterning the second insulating film After the step, a step of removing the first resist pattern and a step of patterning the conductive film using the patterned second insulating film as a mask. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the selective film is formed with a characteristic that the selective film is simultaneously removed in the step of patterning the conductive film.
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