JP3505848B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの配線
パターン上に反射防止膜を兼ねたオフセット絶縁膜とし
てＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を形成した半導体装置およびその
製造方法に関し、特に光学定数ｋの最適化を通じ、オフ
セット絶縁膜としてある程度の膜厚を確保した場合にも
十分な反射防止効果を示すＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学設
計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a SiOxNy: H film is formed as an offset insulating film which also functions as an antireflection film on a wiring pattern of a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly, optimization of an optical constant k. The present invention relates to the optical design of a SiOxNy: H film that exhibits a sufficient antireflection effect even when a certain thickness is secured as an offset insulating film.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化が加速度的に進行
するに伴い、その最小加工寸法も急速に縮小されてい
る。たとえば、量産ラインに移行されている現世代の１
６ＭＤＲＡＭの最小加工寸法は約０．５μｍであるが、
次世代の６４ＭＤＲＡＭでは０．３５μｍ以下、次々世
代の２５６ＭＤＲＡＭでは０．２５μｍ以下に縮小され
るとみられている。この微細化度は、マスク・パターン
を形成するフォトリソグラフィ工程の解像度に大きく依
存している。０．３５μｍ〜０．２５μｍ（ディープ・
サブミクロン）クラスの加工では、ＫｒＦエキシマ・レ
ーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光源が必要とな
る。2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor devices progresses at an accelerating rate, the minimum processing size thereof is rapidly reduced. For example, one of the current generation that has been moved to a mass production line
The minimum processing size of 6MDRAM is about 0.5 μm,
The next-generation 64M DRAM is expected to be reduced to 0.35 μm or less, and the next-generation 256M DRAM is expected to be reduced to 0.25 μm or less. This degree of miniaturization largely depends on the resolution of the photolithography process for forming the mask pattern. 0.35μm-0.25μm (deep
Sub-micron class processing requires a far-ultraviolet light source such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm).

【０００３】しかし、エキシマ・レーザ光のような単色
光を用いるプロセスでは、ハレーションや定在波効果に
よるコントラストや解像度の低下が顕著に現れる。ハレ
ーションとは、下地材料膜の段差部分からの反射光によ
り特定の領域の光強度が高くなる現象であり、実害とし
てはポジ型フォトレジスト・パターンにおけるくびれの
発生が挙げられる。一方、定在波効果とは、フォトレジ
スト膜内あるいは下地膜との間で生ずる多重反射により
フォトレジスト膜の膜厚方向に光強度分布が生ずる現象
であり、実害としてはレジスト・パターンの側壁面の波
状の変形や、基板内におけるレジスト感度のバラつき等
が挙げられる。However, in a process using monochromatic light such as excimer laser light, the contrast and resolution are significantly reduced due to halation and standing wave effects. Halation is a phenomenon in which the light intensity in a specific region is increased by the reflected light from the stepped portion of the underlying material film, and the actual damage is the occurrence of constriction in the positive photoresist pattern. On the other hand, the standing wave effect is a phenomenon in which a light intensity distribution is generated in the film thickness direction of the photoresist film due to multiple reflection occurring in the photoresist film or between the underlayer film. Wavy deformation and variation in resist sensitivity in the substrate.

【０００４】かかるハレーションや定在波効果を低減さ
せるためには、下地材料膜からの反射光を弱めれば良
い。このため、光反射率の高い材料層とフォトレジスト
膜との間に反射防止膜を設けることが今後は必須になる
とみられている。In order to reduce the halation and the standing wave effect, the reflected light from the underlying material film may be weakened. Therefore, it is expected that it will be essential to provide an antireflection film between the material layer having a high light reflectance and the photoresist film.

【０００５】本願出願人は先に、この反射防止膜として
ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ（酸窒化シリコン）膜を提案してい
る。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜は、ＣＶＤによる成膜時のガス
組成の制御により組成を細かく調整することができ、こ
れに伴って光学定数（ｎ，ｋ）（ただし、ｎは複素屈折
率の実数部、ｋは同じく虚数部係数を表す。）を広範囲
に変化させることができるため、あらゆる露光波長、レ
ジスト材料、下地材料層に対して最適化された反射防止
膜を提供できるというメリットを有している。特に、エ
キシマ・レーザ波長域のような遠紫外領域で化学増幅系
レジスト材料を用いるプロセスにおいて、効果的な反射
防止効果を示す膜は極めて少なく、この意味においても
ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜には大きな期待が寄せられている。The applicant of the present application has previously proposed a SiOxNy: H (silicon oxynitride) film as this antireflection film. The composition of the SiOxNy: H film can be finely adjusted by controlling the gas composition during film formation by CVD, and along with this, the optical constants (n, k) (where n is the real part of the complex refractive index, k Also represents an imaginary part coefficient.), Which has the advantage that an antireflection film optimized for all exposure wavelengths, resist materials, and underlying material layers can be provided. In particular, in the process of using a chemically amplified resist material in the deep ultraviolet region such as the excimer laser wavelength region, there are very few films that show an effective antireflection effect, and in this sense, SiOxNy: H film has great expectations. It is sent.

【０００６】上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜をある特定の材料
層の上で反射防止膜として用いる場合の光学定数（ｎ，
ｋ）の最適化方法については、先にＳＰＩＥ第１９２７
巻、オプティカル／レーザ・マイクロリソグラフィＶＩ
(Optical/Laser Microlithography VI） １９９３年,
ｐ．２６３〜２７２に報告されている。この方法では、
（１）まず、任意のレジスト膜厚と任意の反射防止膜の
膜厚ｄの下で該反射防止膜の光学定数（ｎ，ｋ）の変化
に対するレジスト膜の吸収光量の変化の軌跡を求め、
（２）次に、他の複数のレジスト膜厚についても同様に
軌跡を求め、（３）これら各軌跡の共通領域に存在する
光学定数（ｎ，ｋ）を求める。他の異なる反射防止膜の
膜厚ｄについても上述（１）〜（３）のプロセスを順次
行うと、反射防止膜の膜厚に応じて反射防止膜の最適光
学条件（ｎ，ｋ，ｄ）を求めることができる。When the SiOxNy: H film is used as an antireflection film on a specific material layer, an optical constant (n,
For the optimization method of k), first refer to SPIE No. 1927.
Volume, Optical / Laser Microlithography VI
(Optical / Laser Microlithography VI) 1993,
p. 263-272. in this way,
(1) First, under a given resist film thickness and a given antireflection film thickness d, a trajectory of a change in the absorbed light amount of the resist film with respect to a change in the optical constant (n, k) of the antireflection film is obtained,
(2) Next, loci are similarly obtained for other plural resist film thicknesses, and (3) optical constants (n, k) existing in the common region of these loci are obtained. When the processes (1) to (3) are sequentially performed for the other different thicknesses of the antireflection film, the optimum optical conditions (n, k, d) of the antireflection film are changed according to the thickness of the antireflection film. Can be asked.

【０００７】定在波効果は膜厚ｄに応じて変化するもの
であり、その極小点がｄ＝λ／２ｎ（ただし、λは露光
波長）の周期で現れるため、最適な（ｎ，ｋ，ｄ）の組
合せは一通りではない。従来は、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ成膜
時のＣＶＤにおけるスループットや、この膜がパターニ
ングされた後に発生する段差を考慮して膜厚ｄをなるべ
く薄く選択することが好ましいと考えられており、通常
は３０ｎｍ前後に設定されることが多かった。The standing wave effect varies depending on the film thickness d, and its minimum point appears at a cycle of d = λ / 2n (where λ is the exposure wavelength), so that the optimum (n, k, The combination of d) is not unique. Conventionally, it has been considered that it is preferable to select the film thickness d as thin as possible in consideration of the throughput in CVD at the time of forming a SiOxNy: H film and the step difference that occurs after the film is patterned. Was often set to.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
の製造に自己整合コンタクト形成技術やサリサイド（自
己整合シリサイド化：Self Aligned Silicidation） 技
術を適用する場合、配線パターンの上にオフセット絶縁
膜を用いる場合がある。自己整合コンタクト形成技術と
は、隣接する中層配線パターンの配線間スペースに上層
配線を埋め込み、該上層配線と下層配線とのコンタクト
部を形成する技術である。この技術によると、コンタク
ト・ホール・プロセスにおいて位置合わせのためのフォ
トマスク上の設計マージンが不要となるため、ＬＳＩの
デザイン・ルールが０．２５μｍ前後の世代において採
用は不可欠と考えられている。このとき、中層配線パタ
ーンと上層配線とを絶縁するために該中層配線パターン
を被覆する誘電体膜が必要であるが、このうち該中層配
線パターンの側壁面を被覆する誘電体膜がサイドウォー
ル、上面のみを該中層配線パターンと共通パターンをも
って被覆する誘電体膜がオフセット絶縁膜である。オフ
セット絶縁膜の構成材料としては、通常、ＳｉＯｘ（酸
化シリコン）が用いられる。By the way, when a self-aligned contact forming technique or a salicide (Self Aligned Silicidation) technique is applied to the manufacture of a semiconductor device, or when an offset insulating film is used on a wiring pattern. There is. The self-aligned contact forming technique is a technique of embedding an upper layer wiring in a space between wirings of adjacent middle layer wiring patterns and forming a contact portion between the upper layer wiring and the lower layer wiring. According to this technique, a design margin on the photomask for alignment is unnecessary in the contact hole process, and therefore it is considered to be indispensable to be adopted in the generation whose LSI design rule is around 0.25 μm. At this time, a dielectric film that covers the middle-layer wiring pattern is required to insulate the middle-layer wiring pattern from the upper-layer wiring. Among these, the dielectric film that covers the side wall surface of the middle-layer wiring pattern is a sidewall, An offset insulating film is a dielectric film that covers only the upper surface with a pattern common to the middle layer wiring pattern. SiOx (silicon oxide) is usually used as a constituent material of the offset insulating film.

【０００９】一方、サリサイド技術とは、ある構造を有
する基体を金属膜で被覆した後にアニールを行い、上記
基体のうちシリコン系材料が上記金属膜と直に接触して
いる部分、すなわち単結晶シリコン基板，ポリシリコン
膜，シリサイド膜あるいはポリサイド膜等が金属膜に直
に接触している部分のみにおいて選択的にシリサイド化
反応を進行させる技術である。典型的には、ＬＤＤ構造
を有するＭＯＳトランジスタのソース／ドレイン領域の
シート抵抗を下げてオーミック・コンタクトを達成する
ために、この領域の表層部をシリサイド化する際に適用
される。この際のプロセスでは、ゲート電極のパターニ
ング、ＬＤＤサイドウォール形成、ソース／ドレイン領
域形成用のイオン注入までを終了した段階のウェハをＴ
ｉ（チタン）等の金属膜で被覆し、アニールを経てシリ
サイド層を形成する。On the other hand, the salicide technique means that a substrate having a certain structure is covered with a metal film and then annealed, and a portion of the substrate in which the silicon-based material is in direct contact with the metal film, that is, single crystal silicon. This is a technique for selectively advancing the silicidation reaction only in the portion where the substrate, the polysilicon film, the silicide film, the polycide film, etc. are in direct contact with the metal film. Typically, it is applied when siliciding the surface layer portion of the source / drain region of an LDD structure MOS transistor in order to lower the sheet resistance and achieve ohmic contact. In this process, the wafer at the stage where the patterning of the gate electrode, the LDD sidewall formation, and the ion implantation for forming the source / drain regions are completed
It is covered with a metal film such as i (titanium) and annealed to form a silicide layer.

【００１０】ただし、金属膜の反応の相手がシリコン系
材料からなる微細なパターンである場合には、シリサイ
ド化反応に伴う相転移が十分に進行せず、所望の低抵抗
化が図れない場合がある。特に、最小デザイン・ルール
が適用されるゲート電極では、その表面でシリサイド化
反応が不十分に終わるとＷ−ポリサイド膜等と比較して
もかえって抵抗が上昇する虞れがある。オフセット絶縁
膜は、このような不都合を回避する上で有効である。す
なわち、予めゲート電極上にオケセット絶縁膜を形成し
ておくことにより、ソース／ドレイン領域の低抵抗化を
図りながら、ゲート電極についても設計どおりの配線抵
抗値を達成することができる。However, when the reaction partner of the metal film is a fine pattern made of a silicon-based material, the phase transition accompanying the silicidation reaction does not proceed sufficiently and the desired low resistance may not be achieved. is there. In particular, in the gate electrode to which the minimum design rule is applied, if the silicidation reaction is not completed sufficiently on the surface, the resistance may increase rather than the W-polycide film or the like. The offset insulating film is effective in avoiding such inconvenience. That is, by forming the okeset insulating film on the gate electrode in advance, it is possible to achieve the designed wiring resistance value of the gate electrode while lowering the resistance of the source / drain regions.

【００１１】ところで、上述のようなオフセット絶縁膜
を設けた配線パターン上でＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を反射防
止膜として用いようとする場合には、オフセット絶縁膜
であるＳｉＯｘ膜の上層側あるいは下層側にＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈ膜を成膜する。しかし、このように露光波長に対
して所定の光透過率を有し、かつ屈折率の異なる薄膜が
積層されていると、個々の膜の膜厚バラツキにより多重
反射効果が局部的に変動し、フォトリソグラフィの解像
性能を左右する不安定要素が増加することになる。この
問題について、図１４を参照しながら説明する。By the way, when the SiOxNy: H film is to be used as an antireflection film on a wiring pattern provided with the offset insulating film as described above, the SiOxNy: H film is formed on the upper layer side or the lower layer side of the SiOx film which is the offset insulating film. SiOxN
y: H film is formed. However, when a thin film having a predetermined light transmittance with respect to the exposure wavelength and having a different refractive index is laminated in this way, the multiple reflection effect locally changes due to the film thickness variation of each film, The number of unstable factors that affect the resolution performance of photolithography will increase. This problem will be described with reference to FIG.

【００１２】図１４は、タングステン・シリサイド（Ｗ
Ｓｉｘ）膜上にＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜、オフセットＳｉＯ
ｘ膜、フォトレジスト膜を順次積層した多層膜系におい
て、オフセットＳｉＯｘ膜の膜厚変動により定在波効果
が変化する様子を示すものである。まず、上記多層膜系
は（ａ）図に示されるように、ＷＳｉｘ膜５１の上に膜
厚２９ｎｍのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ反射防止膜５２、膜厚を
色々と変えて成膜したオフセットＳｉＯｘ膜５３、膜厚
８４０ｎｍのフォトレジスト膜（ＰＲ）５４を順次積層
したものである。各膜の光学定数は、以下のとおりであ
る。FIG. 14 shows tungsten silicide (W
Sixx film on top of SiOxNy: H film, offset SiO
It shows how the standing wave effect changes due to the film thickness variation of the offset SiOx film in the multilayer film system in which the x film and the photoresist film are sequentially laminated. First, in the multilayer film system, as shown in FIG. 3A, a SiOxNy: H antireflection film 52 having a film thickness of 29 nm, an offset SiOx film 53 having various film thicknesses formed on a WSix film 51, A photoresist film (PR) 54 having a film thickness of 840 nm is sequentially laminated. The optical constants of each film are as follows.

【００１３】 ＷＳｉｘ膜 ｎ＝１．９３， ｋ＝２．７３ ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ反射防止膜 ｎ＝２．１２， ｋ＝０．５４ オフセットＳｉＯｘ膜 ｎ＝１．５２， ｋ＝０ フォトレジスト膜 ｎ＝１．８０， ｋ＝０．０１ この多層膜系についてＫｒＦエキシマ・レーザ光（λ＝
２４８ｎｍ）を用いてフォトリソグラフィを行った場合
の定在波効果を、（ｂ）図に示す。この図は、オフセッ
トＳｉＯｘ膜の膜厚の変動に対する振幅比（スウィング
・レシオ）の変化を示すものである。ここで、振幅比と
は、（ｃ）図に示されるように、フォトレジスト膜の膜
厚に対してフォトレジスト膜中の光吸収量をプロットし
て得られる曲線（スウィング・カーブ）において、任意
の膜厚ｄにおける該スイング・カーブの振幅ΔＡと、図
中に破線で示される該スイング・カーブの振幅の中心線
までの高さＡ（すなわち定在波効果が全く無い場合の光
吸収量）との比として定義される。この比は定在波効果
の尺度として用いることができ、この値が小さいほど定
在波効果の影響の少ない、良好な解像が期待できること
になる。振幅比は、（ｂ）図からも明らかなように周期
的な変化を示し、そのピッチはλ／２ｎ（ここでは約８
１．６ｎｍ）である。WSix film n = 1.93, k = 2.73 SiOxNy: H antireflection film n = 2.12, k = 0.54 offset SiOx film n = 1.52, k = 0 photoresist film n = 1.80, k = 0.01 KrF excimer laser light (λ =
The standing wave effect when photolithography is performed using 248 nm) is shown in FIG. This figure shows the change of the amplitude ratio (swing ratio) with respect to the variation of the film thickness of the offset SiOx film. Here, the amplitude ratio is an arbitrary curve (swing curve) obtained by plotting the amount of light absorption in the photoresist film against the film thickness of the photoresist film, as shown in FIG. The amplitude ΔA of the swing curve at the film thickness d and the height A to the center line of the amplitude of the swing curve shown by the broken line in the figure (that is, the amount of light absorption when there is no standing wave effect). Is defined as the ratio of This ratio can be used as a measure of the standing wave effect, and the smaller this value is, the less the influence of the standing wave effect is, and the better resolution can be expected. The amplitude ratio shows a periodic change, as is clear from FIG. (B), and its pitch is λ / 2n (about 8 here).
1.6 nm).

【００１４】このように、定在波効果はオフセットＳｉ
Ｏｘ膜５３の膜厚に依存して大きく変化するので、基板
の全面にわたって均一に定在波効果を抑制しようとする
ならば、該オフセットＳｉＯｘ膜の膜厚の面内均一性を
向上させる必要がある。しかし現状では、ＣＶＤにより
成膜した場合のオフセットＳｉＯｘ膜の膜厚の面内均一
性は、±５％程度である。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ反射防止膜
の膜厚均一性は、これにさらに劣る。これは、一般に反
射防止膜の膜厚がオフセット絶縁膜の膜厚に比べてさら
に薄く、特にプラズマＣＶＤで反射防止膜を成膜する場
合には、プラズマ密度分布が不均一な初期放電の間で成
膜がほぼ完了してしまうためである。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ
反射防止膜の膜厚の面内均一性は、現状では±８％程度
である。As described above, the standing wave effect is offset Si.
Since it greatly changes depending on the film thickness of the Ox film 53, in order to suppress the standing wave effect uniformly over the entire surface of the substrate, it is necessary to improve the in-plane uniformity of the film thickness of the offset SiOx film. is there. However, at present, the in-plane uniformity of the film thickness of the offset SiOx film when formed by CVD is about ± 5%. The film thickness uniformity of the SiOxNy: H antireflection film is even worse. This is because the thickness of the antireflection film is generally thinner than that of the offset insulating film, and particularly when the antireflection film is formed by plasma CVD, the plasma density distribution is uneven during the initial discharge. This is because the film formation is almost completed. SiOxNy: H
The in-plane uniformity of the film thickness of the antireflection film is currently about ± 8%.

【００１５】このように、個々に膜厚の不均一性を有す
るオフセットＳｉＯｘ膜５３とＳｉＯｘＮｙ：Ｈ反射防
止膜５２とが積層されると、定在波効果の不安定化要因
が増すため、このような多層膜系の使用はできるだけ控
えたいところである。一方、オフセット絶縁膜に対して
は、サリサイド化技術においてゲート電極と金属膜との
間のシリサイド化反応を阻止する観点から、厚膜化した
いという要求もある。すなわち、従来一般的に採用され
ているオフセット絶縁膜の膜厚は、前述のごとく３０ｎ
ｍ前後であるが、この程度の膜厚ではゲート電極のシリ
サイド化を完全に防止することはできない。しかし、オ
フセット絶縁膜は無制限に厚くても良い訳ではなく、基
体の表面段差を実用上問題の無い程度に抑えられる膜厚
に設定する必要がある。As described above, when the offset SiOx film 53 and the SiOxNy: H antireflection film 52 each having a non-uniform film thickness are laminated, the destabilizing factor of the standing wave effect increases. The use of such a multilayer film system should be avoided as much as possible. On the other hand, there is also a demand for increasing the thickness of the offset insulating film from the viewpoint of preventing the silicidation reaction between the gate electrode and the metal film in the salicide technique. That is, the film thickness of the offset insulating film that has been generally adopted conventionally is 30 n as described above.
Although it is around m, it is not possible to completely prevent the silicidation of the gate electrode with such a film thickness. However, the offset insulating film does not have to be infinitely thick, and it is necessary to set the film thickness so that the surface step of the substrate can be suppressed to such a degree that there is no practical problem.

【００１６】このように、従来のオフセット絶縁膜につ
いては、反射防止膜との多層膜系では使用しにくいこと
が問題となっており、また表面段差を極力抑えながら厚
膜化を図りたいといった要望もある。本発明はかかる問
題を解決し、その要望に応える半導体装置およびその製
造方法を提供することを目的とする。As described above, the conventional offset insulating film has a problem that it is difficult to use in a multilayer film system including an antireflection film, and it is desired to increase the film thickness while suppressing the surface step. There is also. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof that meet the demand.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されるものである。まず、本発明の
半導体装置は、配線パターン上に、反射防止膜を兼ねた
オフセット絶縁膜として該配線パターンと共通パターン
を有するＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜が形成されてなるものであ
る。上記の配線パターンとは、典型的にはポリシリコン
膜，シリサイド膜もしくはポリサイド膜からなる。ポリ
サイド膜の上層側を構成するシリサイド膜の種類は、特
に限定されるものではなく、ＷＳｉｘ膜，ＭｏＳｉｘ
膜，ＴｉＳｉｘ膜，ＮｉＳｉｘ膜等、従来公知のシリサ
イド膜を用いることができる。The present invention is proposed to achieve the above objects. First, the semiconductor device of the present invention is one in which a SiOxNy: H film having a common pattern with the wiring pattern is formed on the wiring pattern as an offset insulating film which also serves as an antireflection film. The wiring pattern typically consists of a polysilicon film, a silicide film or a polycide film. The kind of the silicide film forming the upper layer side of the polycide film is not particularly limited, and may be a WSix film or a MoSix film.
A conventionally known silicide film such as a film, a TiSix film, or a NiSix film can be used.

【００１８】ところで、本発明で成膜されるＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈ膜は、反射防止膜としての機能を示す一方で、オ
フセット絶縁膜として従来よりも大きな膜厚を有してい
る必要がある。そのため、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜自身の光
吸収量を低減させることが有利となり、光吸収に関与す
る光学定数ｋ（ただし、ｋは複素振幅屈折率の虚数部係
数を表す。）を０．１５以下に選択することが特に好適
である。この数値の根拠については、図１および図２を
参照しながら後述する。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜において光
学定数ｋを小さく選択することは、組成的にはＳｉ原子
に対するＯ原子の組成比を増大させること、つまり組成
式中の値ｘを上昇させることを意味し、光学的には光吸
収量を低下させることを意味する。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜
の場合、光学定数ｋ≦０．１５の領域ではｘ≧１とする
ことができ、これにより膜組成はＳｉＯｘ膜に一層近づ
き、露光光に対する透明度が向上することになる。By the way, SiOxN formed by the present invention
While the y: H film has a function as an antireflection film, it needs to have a larger film thickness than conventional as an offset insulating film. Therefore, it is advantageous to reduce the amount of light absorption of the SiOxNy: H film itself, and the optical constant k involved in light absorption (where k is the imaginary part coefficient of the complex amplitude refractive index) is 0.15 or less. It is particularly preferred to choose. The basis of this numerical value will be described later with reference to FIGS. 1 and 2. Selecting a small optical constant k in a SiOxNy: H film means increasing the composition ratio of O atoms to Si atoms, that is, increasing the value x in the composition formula, and optically Means to reduce the amount of light absorption. In the case of the SiOxNy: H film, x ≧ 1 can be set in the region of the optical constant k ≦ 0.15, whereby the film composition becomes closer to that of the SiOx film, and the transparency to exposure light is improved.

【００１９】ここで、前記配線パターンがＭＯＳトラン
ジスタのゲート電極である時、少なくとも該ゲート電極
の側壁面上には誘電体膜よりなるサイドウォールが形成
され、該ＭＯＳトランジスタのソース／ドレイン領域の
表層部のみに自己整合的にシリサイド層が形成されてい
ても良い。あるいは、前記配線パターンが所定間隔をお
いて複数配されている時、該配線パターンの側壁面上に
は誘電体膜よりなるサイドウォールが形成され、隣接す
る該配線パターン間に上層配線のコンタクト部が自己整
合的に形成されていても良い。Here, when the wiring pattern is a gate electrode of a MOS transistor, a sidewall made of a dielectric film is formed on at least a sidewall surface of the gate electrode, and a surface layer of a source / drain region of the MOS transistor is formed. The silicide layer may be formed in a self-aligned manner only on the portion. Alternatively, when the plurality of wiring patterns are arranged at a predetermined interval, a sidewall made of a dielectric film is formed on the side wall surface of the wiring pattern, and the contact portion of the upper wiring is formed between the adjacent wiring patterns. May be formed in a self-aligned manner.

【００２０】一方、本発明の半導体装置の製造方法は、
基板上に配線材料膜を成膜する第１工程と、前記配線材
料膜上に反射防止膜を兼ねたオフセット絶縁膜としてＳ
ｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜する第２工程と、前記ＳｉＯｘ
Ｎｙ：Ｈ膜上にフォトレジスト・パターンを形成する第
３工程と、前記フォトレジスト・パターンをマスクと
し、前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜および前記配線材料膜とを
エッチングして配線パターンを形成する第４工程とを有
するものである。On the other hand, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is
The first step of forming a wiring material film on the substrate, and S as an offset insulating film which also functions as an antireflection film on the wiring material film
a second step of forming an iOxNy: H film, and the SiOx
A third step of forming a photoresist pattern on the Ny: H film, and a fourth step of forming a wiring pattern by etching the SiOxNy: H film and the wiring material film using the photoresist pattern as a mask. And have.

【００２１】本発明では、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光
学設計が重要なポイントとなる。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の
光学定数（ｎ，ｋ）および膜厚ｄを最適化するためにま
ず考えられる方法は、ｎ，ｋ，ｄに同時に色々な数値を
代入してコンピュータ・シミュレーションにより定在波
効果をマトリクス的に計算し、最終的にこれが所定量以
下に収束する変化領域を絞り込む方法である。In the present invention, the optical design of the SiOxNy: H film is an important point. The first conceivable method for optimizing the optical constants (n, k) and the film thickness d of the SiOxNy: H film is a standing wave effect by computer simulation by substituting various numerical values for n, k, and d at the same time. Is calculated in a matrix, and finally the change region where it converges to a predetermined amount or less is narrowed down.

【００２２】しかし、これら３個のパラメータのうちい
ずれかひとつを固定すれば、シミュレーションで取り扱
うパラメータの数を減らすことができる。この場合、膜
厚ｄを一定として光学定数（ｎ，ｋ）を決定することも
理論上は可能であるが、より簡便で現実的な方法は、光
学定数ｎを固定した条件下で残る光学定数ｋと膜厚ｄを
変化させる方法である。これは、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の
光学定数（ｎ，ｋ）を本質的に決定する因子が反射防止
膜の原子組成であって、かつこの原子組成を変動させて
も光学定数ｎは光学定数ｋほど大きく変化しないという
経験的事実にもとづいている。このことについては、図
１を参照しながら後述する。However, if any one of these three parameters is fixed, the number of parameters handled in the simulation can be reduced. In this case, it is theoretically possible to determine the optical constant (n, k) while keeping the film thickness d constant, but a simpler and more practical method is to determine the optical constant remaining under the condition that the optical constant n is fixed. This is a method of changing k and film thickness d. This is because the factor that essentially determines the optical constant (n, k) of the SiOxNy: H film is the atomic composition of the antireflection film, and even if this atomic composition is varied, the optical constant n is about the optical constant k. It is based on the empirical fact that it does not change significantly. This will be described later with reference to FIG.

【００２３】そこで前記第２工程では、ＳｉＯｘＮｙ：
Ｈ膜の光学定数ｎを一定とした条件下で、光学定数ｋと
膜厚ｄの組み合わせにより決まる定在波効果の変化パタ
ーンを求め、該変化パターンから定在波効果を所定レベ
ル以下に抑制し得る光学定数ｋと膜厚ｄの組を選択し、
これら光学定数（ｎ，ｋ）と膜厚ｄを達成し得る成膜条
件を設定してＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜することができ
る。Therefore, in the second step, SiOxNy:
Under the condition that the optical constant n of the H film is constant, a change pattern of the standing wave effect determined by the combination of the optical constant k and the film thickness d is obtained, and the standing wave effect is suppressed to a predetermined level or less from the change pattern. Select the set of optical constant k and film thickness d to obtain,
The SiOxNy: H film can be formed by setting the film formation conditions that can achieve these optical constants (n, k) and the film thickness d.

【００２４】ここで、前記膜厚ｄは、これをゼロから増
大させた場合に前記変化パターン内に周期的に現れる定
在波効果の極小化領域のうち、２番目以降の極小化領域
を与える値もしくはその近傍の値に選択する。本発明で
１番目の極小化領域を選択しないのは、この領域が従来
一般に選択されていた領域であって、オフセット絶縁膜
として十分なＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜厚が確保できない
こと、および、この領域ではｋの値が大きく、０．１５
以下にはまず抑えられないことによる。Here, the film thickness d gives the second and subsequent minimization regions of the minimization region of the standing wave effect which appears periodically in the change pattern when the thickness d is increased from zero. Select a value or a value near it. The reason why the first minimization region is not selected in the present invention is this region which has been generally selected conventionally, and it is not possible to secure a sufficient thickness of the SiOxNy: H film as an offset insulating film, and In the region, the value of k is large, 0.15
The following is due to the fact that it cannot be suppressed.

【００２５】あるいは、ｎ，ｋ，ｄを最適化する別の方
法として、ｎを一定とした条件下で定在波効果の変化パ
ターンを求めるところまでは前述と同様に行い、さらに
定在波効果の極小化領域を与える膜厚ｄをひとつ選択
し、この選択された膜厚ｄに対して定在波効果を許容範
囲内に抑え得る光学定数ｋの最小値を選択し、これら光
学定数（ｎ，ｋ）と膜厚ｄを達成し得る成膜条件を設定
しても良い。つまりこの方法では、ある一定のｎの値に
対してある膜厚ｄを選択した後、今度は膜厚ｄを一定と
して光学定数ｋをできるだけ小さく設定することにな
る。この方法の場合、先に述べた方法に比べて定在波効
果の抑制能力は若干低下するが、光学定数ｋを低く選択
できることによりＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜質をＳｉＯｘ
膜に一層近づけることができる。このことは、絶縁性や
エッチング耐性の向上を図る上で有利である。Alternatively, as another method for optimizing n, k, and d, the same procedure as described above is performed until the change pattern of the standing wave effect is obtained under the condition that n is constant. One of the film thickness d that gives the minimized region is selected, and the minimum value of the optical constant k that can suppress the standing wave effect within the allowable range is selected for the selected film thickness d. , K) and the film thickness d can be set. That is, in this method, after selecting a certain film thickness d for a certain value of n, this time, the film thickness d is kept constant and the optical constant k is set as small as possible. In this method, the ability to suppress the standing wave effect is slightly lower than in the method described above, but the optical constant k can be selected to be low, so that the quality of the SiOxNy: H film can be improved.
You can get closer to the membrane. This is advantageous in improving the insulating property and the etching resistance.

【００２６】ところで、本発明におけるＳｉＯｘＮｙ：
Ｈ膜の成膜は、ＳｉＨ₄ とＮ₂ Ｏとの混合ガスを用いる
ＣＶＤ、好ましくはプラズマＣＶＤにより行うことがで
きる。この時使用可能なＣＶＤ装置としては、たとえば
平行平板型プラズマＣＶＤ装置、ＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置、誘導結合プラズマＣＶＤ装置、ヘリコン波プラズ
マＣＶＤ装置を挙げることができる。また、上記ＳｉＯ
ｘＮｙ：Ｈ膜の原子組成比は原料ガスの流量比にもとづ
いて変化させることができ、これによって光学定数
（ｎ，ｋ）を変化させることができる。このためには、
予め光学定数（ｎ，ｋ）のＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比依存
性を求めておけば良い。By the way, in the present invention, SiOxNy:
The H film can be formed by CVD using a mixed gas of SiH ₄ and N ₂ O, preferably plasma CVD. As a CVD apparatus usable at this time, for example, a parallel plate type plasma CVD apparatus, an ECR plasma CVD apparatus
Examples of the apparatus include an apparatus, an inductively coupled plasma CVD apparatus, and a helicon wave plasma CVD apparatus. In addition, the above-mentioned SiO
The atomic composition ratio of the xNy: H film can be changed based on the flow rate ratio of the source gas, and thus the optical constant (n, k) can be changed. For this,
The dependency of the optical constant (n, k) on the SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio may be obtained in advance.

【００２７】この依存性のデータを、図１および図２に
示す。図１は、２４８ｎｍにおける光学定数のＳｉＨ₄
／Ｎ₂ Ｏ流量比依存性、図２はＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の原
子組成のＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比依存性をそれぞれ表
す。ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の成膜条件は以下のとおりであ
る。The data of this dependency are shown in FIGS. 1 and 2. Figure 1 shows the optical constant SiH _{4 at} 248 nm.
/ N ₂ O flow ratio dependence, and FIG. 2 shows the SiH ₄ / N ₂ O flow ratio dependence of the atomic composition of the SiOxNy: H film. The conditions for forming the SiOxNy: H film are as follows.

【００２８】 使用装置 平行平板型プラズマＣＶＤ装置 （アプライド・マテリアルズ社製，型番Ｐ−５０００） ウェハ・サイズ ５ インチ ＳｉＨ₄ 流量 ５０ ＳＣＣＭ（固定） Ｎ₂ Ｏ流量 25, 33, 40, 50, 67, 100 ＳＣＣＭ 成膜温度 ３６０ ℃ ＲＦパワー １９０ Ｗ（１３．５６ ＭＨｚ） 圧力 ３３２．５ Ｐａ 成膜時間 ５ 秒 電極間距離 ４００ ｍｉｌｓ（約１ｃｍ） 図１をみると、光学定数ｎに比べて光学定数ｋの方が、
ＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比に対する依存性がはるかに大き
い。前述のシミュレーションにおいて光学定数ｎを固定
できるのは、この事実が根拠となっている。また図２を
みると、Ｓｉ，Ｏ，Ｎ，Ｈの４種類の元素のうちＮとＨ
は上記流量比の影響を余り受けないが、ＳｉとＯは大き
く影響を受けている。特に、おおよそＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ
＝０．６の近傍ではＳｉとＯの組成比が等しくなり（Ｓ
ｉＯｘＮｙ：Ｈの組成式中でｘ＝１となる。）、この地
点を境にＳｉ含量とＯ含量の逆転が生じている。すなわ
ち、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜厚は、おおよそＳｉＨ₄／
Ｎ₂ Ｏ＜０．６の領域ではＯリッチとなってＳｉＯｘ膜
の組成に近づくが、おおよそＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ＞０．６
の領域ではＳｉリッチとなる。ＳｉＨ₄ ／Ｎ₂Ｏ＝０．
６の場合には、光学定数が０．１５となっていることが
図１よりわかる。つまり、本発明においてＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈ膜の光学定数ｋを特に０．１５以下と規定するの
は、透明度が高い厚いオフセット絶縁膜を反射防止膜と
して使用可能とするために、Ｏリッチな膜質を得るため
である。Equipment used Parallel plate type plasma CVD apparatus (manufactured by Applied Materials, model number P-5000) Wafer size 5 inches SiH ₄ flow rate 50 SCCM (fixed) N ₂ O flow rate 25, 33, 40, 50, 67 , 100 SCCM Film formation temperature 360 ° C. RF power 190 W (13.56 MHz) Pressure 332.5 Pa Film formation time 5 seconds Electrode distance 400 mils (about 1 cm) As shown in FIG. The constant k is
The dependence on the SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio is much greater. The fact that the optical constant n can be fixed in the above-mentioned simulation is based on this fact. Further, looking at FIG. 2, N and H among the four kinds of elements of Si, O, N and H
Is not significantly affected by the above flow rate ratio, but Si and O are greatly affected. In particular, approximately SiH ₄ / N ₂ O
In the vicinity of = 0.6, the composition ratios of Si and O become equal (S
In the composition formula of iOxNy: H, x = 1. ), The Si content and the O content are reversed at this point. That is, the film thickness of the SiOxNy: H film is approximately SiH ₄ /
In the region of N ₂ O <0.6, it becomes O-rich and approaches the composition of the SiOx film, but it is approximately SiH ₄ / N ₂ O> 0.6.
Region becomes Si-rich. SiH ₄ / N ₂ O = 0.
It can be seen from FIG. 1 that in the case of 6, the optical constant is 0.15. That is, in the present invention, SiOxN
The reason why the optical constant k of the y: H film is specified to be 0.15 or less is to obtain an O-rich film quality so that a thick offset insulating film having high transparency can be used as an antireflection film.

【００２９】なお、このように流量比依存性の既知デー
タにしたがって原子組成比の制御を行う観点からは、Ｓ
ｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ混合ガスの様な２成分系のガスを用いる
ことが簡便であるが、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の成膜そのも
のはＳｉＨ₄ ／Ｏ₂ ／Ｎ₂ 混合ガスのような３成分系を
用いても可能である。この場合にも、光学定数（ｎ，
ｋ）の流量比依存性を予め求めておくことにより、同様
に原子組成比の制御を行うことができる。From the viewpoint of controlling the atomic composition ratio in accordance with the known data of the flow ratio dependency, S
It is easy to use a binary gas such as iH ₄ / N ₂ O mixed gas, but the SiOxNy: H film itself is a ternary gas such as SiH ₄ / O ₂ / N ₂ mixed gas. It is also possible to use. Also in this case, the optical constant (n,
By previously determining the flow rate dependency of k), the atomic composition ratio can be similarly controlled.

【００３０】上述のような原料ガスの流量制御を行え
ば、前記配線材料膜がポリシリコン膜，シリサイド膜も
しくはポリサイド膜からなる場合にＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜
の光学定数ｋを０．１５以下とすることができる。When the flow rate of the source gas is controlled as described above, the optical constant k of the SiOxNy: H film should be 0.15 or less when the wiring material film is a polysilicon film, a silicide film or a polycide film. You can

【００３１】なお、このＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜は、配線パ
ターンの上にそのまま残されることにより層間絶縁膜の
一部となるため、前記第４工程でエッチングを終了した
後に該ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を酸化し、絶縁耐圧を向上さ
せても良い。この時の酸化は、アニールやプラズマ処理
にて行うことができる。Since this SiOxNy: H film becomes a part of the interlayer insulating film by being left as it is on the wiring pattern, the SiOxNy: H film is oxidized after the etching is finished in the fourth step. The withstand voltage may be improved. The oxidation at this time can be performed by annealing or plasma treatment.

【００３２】本発明の半導体装置の製造方法では、前記
基板としてシリコン基板を用い、前記第４工程で前記配
線パターンとしてＭＯＳトランジスタのゲート電極を形
成した後、前記ゲート電極の側壁面上に誘電体膜よりな
るサイドウォールを形成する工程と、基体の全面に金属
膜を成膜する工程と、アニールを行って該金属膜と前記
基板の表層部とを反応させることにより自己整合的にシ
リサイド層を形成する工程とを経ることにより、ソース
／ドレイン領域の表層部のみが選択的にシリサイド化さ
れたＬＤＤ型のＭＯＳトランジスタを製造することがで
きる。In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a silicon substrate is used as the substrate, the gate electrode of the MOS transistor is formed as the wiring pattern in the fourth step, and then the dielectric is formed on the side wall surface of the gate electrode. A step of forming a side wall made of a film, a step of forming a metal film on the entire surface of the substrate, and an annealing process to react the metal film with the surface layer of the substrate to form a silicide layer in a self-aligned manner. The LDD type MOS transistor in which only the surface layer portion of the source / drain region is selectively silicided can be manufactured through the forming process.

【００３３】なお、上記金属膜は、シリコン系材料と反
応してシリサイドを形成し得る金属にて構成されるもの
であり、かかる金属としてはたとえばＴｉ，Ｃｏ，Ｗ，
Ｎｉ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｐｂ
を用いることができる。The metal film is made of a metal capable of reacting with a silicon-based material to form a silicide. Examples of such a metal include Ti, Co, W,
Ni, Pt, Zr, V, Ta, Cr, Mo, Fe, Pb
Can be used.

【００３４】また、前記第４工程で前記配線パターンを
所定間隔をおいて複数形成した後、前記配線パターンの
側壁面上に誘電体膜よりなるサイドウォールを形成する
工程と、隣接する該配線パターン間に上層配線のコンタ
クト部を自己整合的に形成する工程とを経ることによ
り、自己整合コンタクトを形成することができる。In the fourth step, a plurality of the wiring patterns are formed at a predetermined interval, and then a sidewall made of a dielectric film is formed on the sidewall surface of the wiring pattern, and the adjacent wiring patterns. A self-aligned contact can be formed through a step of forming a contact portion of the upper layer wiring in a self-aligned manner.

【００３５】[0035]

【作用】本発明では、従来より反射防止膜として提案さ
れているＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を単層で、しかもオフセッ
ト絶縁膜としても十分な機能を果たし得る厚さに形成す
るので、配線パターン上に異種の透明膜を積層するこれ
までの方法と異なり、膜厚変動に起因するリソグラフィ
解像度の不安定化を招く虞れが極めて少ない。また、上
記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜をプラズマＣＶＤで成膜する場
合、成膜時間が長くなる分、安定状態に達したプラズマ
を利用することができるため、膜厚の均一性も改善され
る。したがって、定在波効果が基体の全面にわたって均
一に抑制され、ＭＯＳトランジスタのゲート電極、ある
いは自己整合コンタクトを精度良く形成することができ
る。さらに、ＬＤＤ構造を有するＭＯＳトランジスタに
サリサイド技術を適用する場合には、ゲート電極上にか
かる厚いオフセット絶縁膜を形成しておくことでゲート
電極のシリサイド化を防止することができる。In the present invention, the SiOxNy: H film, which has been conventionally proposed as an antireflection film, is formed as a single layer and has a thickness capable of sufficiently functioning as an offset insulating film. Unlike the conventional method of laminating the transparent film, the possibility that the lithographic resolution becomes unstable due to the film thickness variation is extremely small. Further, when the above-mentioned SiOxNy: H film is formed by plasma CVD, since the film formation time becomes longer, the plasma that has reached a stable state can be used, so that the uniformity of the film thickness is also improved. Therefore, the standing wave effect is uniformly suppressed over the entire surface of the substrate, and the gate electrode of the MOS transistor or the self-aligned contact can be accurately formed. Further, when the salicide technique is applied to the MOS transistor having the LDD structure, the silicidation of the gate electrode can be prevented by forming a thick offset insulating film over the gate electrode.

【００３６】本発明ではまた、ある条件下で膜厚ｄを固
定してＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数ｋをなるべく小さ
い値に選択することにより、該ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜
厚ｄの無制限な増大を抑制し、基体の表面段差を実用上
支障の無い範囲に抑えることができる。従来のＳｉＯｘ
Ｎｙ：Ｈ膜の場合、３０ｎｍ前後の薄い膜厚にて反射防
止効果を発揮させるために、光学定数ｋの値がおおよそ
０．５〜０．６と大きく設定されていたが、この様な膜
をそのまま厚膜化したのでは、良好な反射防止膜とはな
り得ないからである。特に、光学定数ｋを０．１５以下
に選択すると、厚膜化しても良好な反射防止効果を示す
ことに加え、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の中のＳｉ原子に対す
るＯ原子の組成比ｘが１以上となり膜組成がＳｉＯｘ膜
に近づく。このため、絶縁耐圧やエッチング耐性も向上
する。In the present invention, the film thickness d is fixed under a certain condition and the optical constant k of the SiOxNy: H film is selected to be as small as possible, whereby the film thickness d of the SiOxNy: H film is unlimitedly increased. Can be suppressed and the surface step of the substrate can be suppressed to a range that does not hinder practical use. Conventional SiOx
In the case of the Ny: H film, the value of the optical constant k was set to a large value of about 0.5 to 0.6 in order to exert the antireflection effect at a thin film thickness of about 30 nm, but such a film was used. This is because a thick anti-reflection coating cannot be a good anti-reflection coating. In particular, when the optical constant k is selected to be 0.15 or less, a good antireflection effect is obtained even if the film is thickened, and the composition ratio x of O atom to Si atom in the SiOxNy: H film becomes 1 or more. The film composition approaches the SiOx film. Therefore, withstand voltage and etching resistance are also improved.

【００３７】本発明において、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光
学定数（ｎ，ｋ）の制御は、ＣＶＤにおける成膜ガスの
流量比の制御を通じて行うため、応答性および再現性に
優れた成膜を行うことができる。In the present invention, since the optical constants (n, k) of the SiOxNy: H film are controlled by controlling the flow rate ratio of the film forming gas in CVD, it is necessary to form a film excellent in responsiveness and reproducibility. You can

【００３８】[0038]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below.

【００３９】実施例１ 本実施例は、２本のワード線の間でＳＲＡＭのビット線
引出し電極を基板にコンタクトさせる自己整合コンタク
トに関するものであり、タングステン（Ｗ）・ポリサイ
ド膜からなるワード線上にＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を反射防
止膜を兼ねたオフセット絶縁膜として用いた。 Example 1 This example relates to a self-aligned contact for contacting a bit line lead-out electrode of an SRAM with a substrate between two word lines, which is formed on a word line made of a tungsten (W) polycide film. The SiOxNy: H film was used as an offset insulating film which also functions as an antireflection film.

【００４０】本実施例では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜はタン
グステン・シリサイド（ＷＳｉｘ）膜上に成膜されるの
で、このＷＳｉｘ膜上で反射防止効果を示し、かつオフ
セット絶縁膜としての機能を十分に果たし得る光学定数
と膜厚を求める必要がある。まず、そのために行った定
在波効果のシミュレーションについて、図３を参照しな
がら説明する。In this embodiment, since the SiOxNy: H film is formed on the tungsten silicide (WSix) film, it exhibits an antireflection effect on this WSix film and sufficiently functions as an offset insulating film. It is necessary to obtain the optical constant and the film thickness to be obtained. First, a simulation of the standing wave effect performed for that purpose will be described with reference to FIG.

【００４１】このシミューレションで用いたサンプル・
ウェハは、図３の（ａ）図に示されるように、ＷＳｉｘ
膜１上にＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜２とフォトレジスト（Ｐ
Ｒ）膜３が順次積層されたものである。各膜の２４８ｎ
ｍにおける光学定数および膜厚を以下に示す。Samples used in this simulation
The wafer is WSix as shown in FIG.
The SiOxNy: H film 2 and the photoresist (P
The R) film 3 is sequentially laminated. 248n for each membrane
The optical constants and film thickness at m are shown below.

【００４２】 ＷＳｉｘ膜 ｎ＝１．９３， ｋ＝２．７３ ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜 ｎ＝２．１０， ｋ＝可変，ｄ＝可変 フォトレジスト膜 ｎ＝１．５２， ｋ＝０，ｄ＝８４０ｎｍ すなわち、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数ｋおよび膜厚
ｄ以外は、固定パラメータである。かかる条件下におけ
る定在波効果の変化パターンを、（ｂ）図に示す。この
図は、定在波効果の判断指標となる振幅比が等しい値を
とる地点を等高線のように結んだものであり、各線は１
％刻みで表示されている。定在波効果の極小化領域はこ
の例では約５９ｎｍの周期で現れるが、（ｂ）図には膜
厚ゼロの方から数えて２番目までの極小化領域が示され
ており、これら両領域の中心座標（ｋ，ｄ）は（ｋ＝
０．６０，ｄ＝２９．０）および（ｋ＝０．３４，ｄ＝
９２．５）である。WSix film n = 1.93, k = 2.73 SiOxNy: H film n = 2.10, k = variable, d = variable Photoresist film n = 1.52, k = 0, d = 840 nm , SiOxNy: H films are fixed parameters other than the optical constant k and the film thickness d. The change pattern of the standing wave effect under such conditions is shown in FIG. In this figure, points where the amplitude ratios, which are indicators for the standing wave effect, have the same value are connected like contour lines.
It is displayed in% increments. In this example, the minimization region of the standing wave effect appears with a period of about 59 nm, but Fig. (B) shows the second minimization region counted from the zero film thickness side. The center coordinates (k, d) of (k =
0.60, d = 29.0) and (k = 0.34, d =
92.5).

【００４３】ここで従来ならば、定在波効果の抑制効果
が同じであれば膜厚ｄの小さい方が基体の表面段差を緩
和する上で有利であるから、膜厚ｄは２９ｎｍに選択さ
れていたであろう。しかし、本発明ではオフセット絶縁
膜の絶縁耐圧やエッチング耐性を向上させるために、２
番目以降の極小化領域に対応する膜厚ｄ＝９２．５を選
択する。このときの光学定数ｋ＝０．３４を達成し得る
ＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比を前出の図１から求めると、１
となる。また、このときのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜２の原子
組成は、前出の図２よりＳｉＯ₄₂Ｏ₃₁Ｎ₁₀：Ｈ₁₇、原子
組成比に換算するとＳｉＯ_0.74Ｎ_0.24：Ｈ_0.40である。
この組成は、従来選択されていた膜の組成よりもＯリッ
チであり、すなわちＳｉＯｘ膜に近い。Here, in the prior art, if the effect of suppressing the standing wave effect is the same, a smaller film thickness d is more advantageous in alleviating the surface step of the substrate, so the film thickness d is selected to be 29 nm. Would have been. However, in the present invention, in order to improve the withstand voltage and the etching resistance of the offset insulating film, 2
The film thickness d = 92.5 corresponding to the minimization region after the th is selected. The SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio that can achieve the optical constant k = 0.34 at this time is calculated from FIG.
Becomes Further, the atomic composition of the SiOxNy: H film 2 at this time is SiO ₄₂ O ₃₁ N ₁₀ : H ₁₇ , which is SiO _0.74 N _0.24 : H _0.40 in terms of atomic composition ratio, from FIG. 2 described above.
This composition is O-rich than the composition of the conventionally selected film, that is, it is close to the SiOx film.

【００４４】以上のようにしてＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光
学定数および膜厚が最適化され、これを達成し得るＳｉ
Ｈ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比も決定された。そこで次に、このＳ
ｉＯｘＮｙ：Ｈ膜をＳＲＡＭのワード線上に形成して自
己整合コンタクトを作成した。このプロセスについて、
図４ないし図７を参照しながら説明する。As described above, the optical constants and film thickness of the SiOxNy: H film are optimized, and Si that can achieve this is optimized.
The H ₄ / N ₂ O flow rate ratio was also determined. So next, this S
An iOxNy: H film was formed on the word line of the SRAM to make a self-aligned contact. About this process
Description will be made with reference to FIGS. 4 to 7.

【００４５】まず、予めウェル形成や素子分離を行った
Ｓｉ基板１１の表面を熱酸化し、厚さ約８ｎｍのゲート
酸化膜１２を形成した。この熱酸化は、たとえばＨ₂ ／
Ｏ₂混合ガスを用い、８５０℃でパイロジェニック酸化
を行うことにより形成できる。続いて、膜厚約７０ｎｍ
の不純物含有ポリシリコン膜１３と膜厚約７０ｎｍのＷ
Ｓｉｘ膜１４の積層体であるＷポリサイド膜１５を形成
した。ここで、上記ＷＳｉｘ膜１４は、ＷＦ₆ ／ＳｉＣ
ｌ₂ Ｈ₂ 混合ガスを用い、６８０℃で減圧ＣＶＤを行う
ことにより成膜した。また、上記不純物含有ポリシリコ
ン膜１３は、ＳｉＨ₄ ／ＰＨ₃ 混合ガスを用い、５５０
℃で減圧ＣＶＤを行って成膜したｎ⁺ 型アモルファスＳ
ｉ膜を、上述のＷＳｉｘ膜１４のＣＶＤ時の熱負荷によ
り結晶粒成長させることにより形成した。First, the surface of the Si substrate 11 on which the wells were formed and the elements were separated in advance was thermally oxidized to form the gate oxide film 12 having a thickness of about 8 nm. This thermal oxidation can be carried out, for example, with H ₂ /
It can be formed by performing pyrogenic oxidation at 850 ° C. using an O ₂ mixed gas. Then, the film thickness is about 70 nm
Impurity-containing polysilicon film 13 and W having a thickness of about 70 nm
A W polycide film 15 which is a laminated body of the Six films 14 was formed. Here, the WSix film 14 is formed of WF ₆ / SiC.
A film was formed by performing low pressure CVD at 680 ° C. using a mixed gas of l ₂ H ₂ . Further, the impurity-containing polysilicon film 13 is formed by using a SiH ₄ / PH ₃ mixed gas for 550
N ⁺ type amorphous S formed by low pressure CVD at ℃
The i film was formed by growing crystal grains by a heat load during the CVD of the WSix film 14 described above.

【００４６】さらに、この上にプラズマＣＶＤにより膜
厚９２．５ｎｍのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６を堆積させ
た。成膜条件は以下のとおりである。Further, a SiOxNy: H film 16 having a film thickness of 92.5 nm was deposited thereon by plasma CVD. The film forming conditions are as follows.

【００４７】 使用装置 平行平板型プラズマＣＶＤ装置 ウェハ・サイズ ５ インチ ＳｉＨ₄ 流量 ５０ ＳＣＣＭ（固定） Ｎ₂ Ｏ流量 ５０ ＳＣＣＭ 成膜温度 ３６０ ℃ ＲＦパワー １９０ Ｗ（１３．５６ ＭＨｚ） 圧力 ３３２．５ Ｐａ 成膜時間 １２ 秒 電極間距離 ４００ ｍｉｌｓ（約１ｃｍ） 次に、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６の上にレジスト・パ
ターン１７を形成した。このレジスト・パターン１７
は、化学増幅系ポジ型フォトレジスト材料（和光純薬社
製，商品名ＷＫＲ−ＰＴ１）とＫｒＦエキシマ・レーザ
・ステッパを用いて形成したが、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ
膜１６の反射防止効果により、極めて精度の高い寸法お
よび形状をもって形成された。Equipment used Parallel plate type plasma CVD apparatus Wafer size 5 inches SiH ₄ flow rate 50 SCCM (fixed) N ₂ O flow rate 50 SCCM Film formation temperature 360 ° C. RF power 190 W (13.56 MHz) Pressure 332.5 Pa Film forming time 12 seconds Distance between electrodes 400 mils (about 1 cm) Next, a resist pattern 17 was formed on the SiOxNy: H film 16. This resist pattern 17
Is formed by using a chemically amplified positive photoresist material (WKR-PT1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and a KrF excimer laser stepper. The above SiOxNy: H
Due to the antireflection effect of the film 16, the film 16 was formed with extremely precise dimensions and shape.

【００４８】次に、上記レジスト・パターン１７をマス
クとして上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６，上記ＷＳｉｘ膜
１４，上記不純物含有ポリシリコン膜１３を異方性エッ
チングした。この異方性エッチングは、たとえば有磁場
マイクロ波プラズマ・エッチング装置とＣｌ₂ ／Ｏ₂ 混
合ガスを用い、これら３種類の膜すべてについて共通条
件で一括して行うことも可能であるが、それぞれの膜に
最適なエッチング条件を順次切り換えながら行っても良
い。このエッチングにより、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６が
同一パターンで積層されたワード線１５を形成した。こ
のワード線１５の線幅は約０．５５μｍ、配線間スペー
スは約０．７μｍである。図４には、ここまでのプロセ
スを終了した状態が示されている。Next, the SiOxNy: H film 16, the WSix film 14, and the impurity-containing polysilicon film 13 were anisotropically etched using the resist pattern 17 as a mask. This anisotropic etching can be performed collectively under common conditions for all three types of films using, for example, a magnetic field microwave plasma etching device and a Cl ₂ / O ₂ mixed gas, but It may be performed by sequentially switching the optimum etching conditions for the film. By this etching, the word line 15 in which the SiOxNy: H films 16 were laminated in the same pattern was formed. The word line 15 has a line width of about 0.55 μm and an inter-wiring space of about 0.7 μm. FIG. 4 shows a state in which the processes up to this point have been completed.

【００４９】次に、アッシングを行って上記レジスト・
パターン１７を除去し、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６を
マスクとしてＳｉ基板１１にＬＤＤ領域形成用のＡｓ⁺
の低濃度イオン注入を行った。このときのイオン注入条
件は、たとえばイオン加速エネルギー２０ｋｅＶ，ドー
ス量６×１０¹²／ｃｍ² とした。続いて、基体の全面に
減圧ＣＶＤ法により膜厚約１５０ｎｍのＳｉＯｘ膜を形
成した後、これを異方的にエッチバックした。これによ
り、上記ワード線１５およびＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６の
側壁面上にサイドウォール１８を形成した。次に、これ
らサイドウォール１８とＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６とをマ
スクとしてＡｓ⁺ の高濃度イオン注入（イオン加速エネ
ルギー２０ｋｅＶ，ドース量３×１０¹⁵／ｃｍ² ）を行
い、さらに１０５０℃，１０秒間のＲＴＡ（ラピッド・
サーマル・アニール）を行って不純物（Ａｓ）を活性化
させ、ＬＤＤ構造を有するソース／ドレイン領域１９を
形成した。図５には、ここまでのプロセスを終了した状
態が示されている。Next, ashing is performed to perform the above-mentioned resist /
The pattern 17 is removed, and the As ⁺ for forming the LDD region is formed on the Si substrate 11 using the SiOxNy: H film 16 as a mask.
Low concentration ion implantation was performed. The ion implantation conditions at this time were, for example, an ion acceleration energy of 20 keV and a dose amount of 6 × 10 ¹² / cm ² . Then, a SiOx film having a film thickness of about 150 nm was formed on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method, and then anisotropically etched back. As a result, sidewalls 18 were formed on the sidewalls of the word lines 15 and the SiOxNy: H film 16. Next, high-concentration As ⁺ ion implantation (ion acceleration energy 20 keV, dose amount 3 × 10 ¹⁵ / cm ² ) is performed using these sidewalls 18 and the SiOxNy: H film 16 as a mask, and further at 1050 ° C. for 10 seconds. RTA (Rapid
Thermal annealing) was performed to activate the impurities (As) to form the source / drain regions 19 having the LDD structure. FIG. 5 shows a state in which the processes up to this point are completed.

【００５０】次に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）
を原料ガスとした減圧ＣＶＤを行い、膜厚約８０ｎｍの
ＳｉＯｘ層間絶縁膜２０を成膜した。続いて図示されな
いレジスト・パターンを形成し、これをマスクとして上
記ＳｉＯｘ層間絶縁膜２０を異方性エッチングすること
により、配線間スペースよりも広い開口端を有するコン
タクト・ホール２１を形成した。このエッチングは、た
とえばマグネトロンＲＩＥ装置とＣＦ₄ ／Ｏ₂ 混合ガス
を用いて行った。なお、上記ＳｉＯｘ層間絶縁膜２０の
エッチングは下地のＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６やサイドウ
ォール１８に対して選択比を確保することができないの
で、基本的にコントロール・エッチング（膜厚分のみの
エッチング）により行われる。ただし、最低限のオーバ
ーエッチングは必要であり、このために上記ＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈ膜１６のエッジ部では若干の膜減りが生じてい
る。Next, TEOS (tetraethoxysilane)
Low-pressure CVD was performed using as a source gas to form a SiOx interlayer insulating film 20 having a film thickness of about 80 nm. Subsequently, a resist pattern (not shown) was formed, and the SiOx interlayer insulating film 20 was anisotropically etched using the resist pattern as a mask to form a contact hole 21 having an opening end wider than the inter-wiring space. This etching was performed using, for example, a magnetron RIE device and a CF ₄ / O ₂ mixed gas. The etching of the SiOx interlayer insulating film 20 cannot secure a selection ratio with respect to the underlying SiOxNy: H film 16 and the sidewalls 18. Therefore, basically, the control etching (etching only for the film thickness) is performed. Done. However, a minimum over-etching is necessary, and for this reason the above SiOxN
At the edge portion of the y: H film 16, a slight film loss occurs.

【００５１】この後は、希フッ酸溶液を用いてＳｉ基板
１１の表面の自然酸化膜を除去し、減圧ＣＶＤにより不
純物含有ポリシリコン膜を成膜し、さらにこれをパター
ニングしてビット線引出し電極２２を形成した。このよ
うにして形成されたＳＲＡＭにおいては、ＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈ膜１６の存在により、ワード線１５の寸法精度、
およびワード線１５とビット線引出し電極２２との間の
絶縁性が従来に比べて改善されている。上述のオーバー
エッチングによりＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６のエッジ部に
若干の膜減りが生じてはいるものの、本発明ではこの膜
の厚さが従来よりも大きく、しかも膜質がＯリッチとさ
れることにより絶縁性が向上しているため、この膜減り
が最終的なＳＲＡＭの性能に何ら支障を及ぼすものでは
なかった。After that, the native oxide film on the surface of the Si substrate 11 is removed by using a dilute hydrofluoric acid solution, an impurity-containing polysilicon film is formed by low pressure CVD, and this is patterned to form a bit line extraction electrode. 22 was formed. In the SRAM thus formed, SiOxN
y: Due to the presence of the H film 16, the dimensional accuracy of the word line 15
Also, the insulation between the word line 15 and the bit line extraction electrode 22 is improved as compared with the conventional one. Although some film loss occurs at the edge of the SiOxNy: H film 16 due to the above-described over-etching, in the present invention, the thickness of this film is larger than before and the film quality is made O-rich so that insulation is achieved. Since the performance is improved, the film reduction does not affect the final SRAM performance.

【００５２】実施例２ 本実施例では、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６による定在
波効果の抑制能力を実施例１に比べて若干抑えたもの
の、光学定数ｋの値をより一層低く設定して膜組成をＳ
ｉＯｘ膜に近づけ、ワード線１５とビット線引出し電極
２２との間の絶縁性を高めたＳＲＡＭとその製造プロセ
スについて説明する。 Example 2 In this example, the ability of the SiOxNy: H film 16 to suppress the standing wave effect was slightly suppressed as compared with Example 1, but the value of the optical constant k was set lower. Composition is S
A description will be given of an SRAM in which the insulating property between the word line 15 and the bit line extraction electrode 22 is improved by bringing it closer to the iOx film and the manufacturing process thereof.

【００５３】本実施例ではまず、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の
光学定数ｎを２．０に固定し、前述のようなシミュレー
ションを行った。結果を図８に示す。この図８におい
て、定在波効果の極小化領域は約６２ｎｍ周期で現れて
いる。ここで、さらに膜厚ｄをある一定値に固定した場
合に、定在波効果を許容範囲内に抑え得る光学定数ｋの
最小値を求めてみる。たとえば、膜厚ｄ＝２２０ｎｍに
沿って光学定数ｋの変化をみると、ｋ＝０．２０付近で
定在波効果を１％以下に抑えることができる。これより
さらにｋを減少させる方向に沿ってみると、ｋ＝０．１
５付近でも定在波効果は１％程度である。すなわち実用
上、定在波効果を５％程度まで許容できるのであれば、
その分膜質を重視して光学定数ｋを低下させ、絶縁耐性
やエッチング耐性を向上させることができる。ちなみ
に、ＳｉＯｘ膜では光学定数ｋ＝０．１５付近では定在
波効果は１０％程度に上昇してしまう。In this example, first, the optical constant n of the SiOxNy: H film was fixed at 2.0, and the above simulation was performed. The results are shown in Fig. 8. In FIG. 8, the minimization region of the standing wave effect appears in a cycle of about 62 nm. Here, when the film thickness d is further fixed to a certain value, the minimum value of the optical constant k that can suppress the standing wave effect within the allowable range will be obtained. For example, when the change of the optical constant k is observed along the film thickness d = 220 nm, the standing wave effect can be suppressed to 1% or less in the vicinity of k = 0.20. Looking along the direction in which k is further reduced, k = 0.1
Even at around 5, the standing wave effect is about 1%. That is, in practice, if the standing wave effect can be allowed up to about 5%,
It is possible to reduce the optical constant k by placing importance on the film quality and improve the insulation resistance and etching resistance. By the way, in the SiOx film, the standing wave effect increases to about 10% in the vicinity of the optical constant k = 0.15.

【００５４】このときの光学定数ｋ＝０．１５を達成し
得るＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量比を前出の図１から求める
と、０．６となる。また、このときのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ
膜の原子組成は、前出の図２よりＳｉＯ₃₇Ｏ₃₇Ｎ₉：Ｈ
₁₇、原子組成比に換算するとＳｉＯ₁ Ｎ_0.24：Ｈ_0.46で
ある。すなわちこの組成においてはＳｉとＯの含有比が
等しく、従来選択されていた膜の組成よりも遥かにＯリ
ッチである。The SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio that can achieve the optical constant k = 0.15 at this time is calculated from the above-mentioned FIG. 1 to be 0.6. In addition, SiOxNy: H at this time
The atomic composition of the film is SiO ₃₇ O ₃₇ N ₉ : H from FIG. 2 above.
₁₇ , converted to atomic composition ratio, is SiO ₁ N _0.24 : H _0.46 . That is, in this composition, the content ratios of Si and O are equal, and the composition is much richer in O than the conventionally selected composition of the film.

【００５５】以上のようにして光学定数および膜厚が最
適化されたＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜は、一例として次のよう
な条件で成膜することができる。The SiOxNy: H film whose optical constants and film thickness are optimized as described above can be formed under the following conditions as an example.

【００５６】 使用装置 平行平板型プラズマＣＶＤ装置 ウェハ・サイズ ５ インチ ＳｉＨ₄ 流量 ５０ ＳＣＣＭ（固定） Ｎ₂ Ｏ流量 ８３ ＳＣＣＭ 成膜温度 ３６０ ℃ ＲＦパワー １９０ Ｗ（１３．５６ ＭＨｚ） 圧力 ３３２．５ Ｐａ 成膜時間 ２８ 秒 電極間距離 ４００ ｍｉｌｓ（約１ｃｍ） このＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜１６を実施例１と同様、ＳＲＡ
Ｍのワード線１５上にオフセット防止膜を兼ねた反射防
止膜として成膜したところ、この膜の上で行われるフォ
トリソグラフィの解像度を実用上十分な範囲で改善でき
る一方、ワード線１５とビット線引出し電極２２の間の
絶縁性をより一層高めることができた。Equipment used Parallel plate type plasma CVD apparatus Wafer size 5 inches SiH ₄ flow rate 50 SCCM (fixed) N ₂ O flow rate 83 SCCM film formation temperature 360 ° C. RF power 190 W (13.56 MHz) pressure 332.5 Pa Film formation time 28 seconds Electrode distance 400 mils (about 1 cm) This SiOxNy: H film 16 was formed by SRA in the same manner as in Example 1.
When a film was formed on the M word line 15 as an antireflection film that also functions as an offset prevention film, the resolution of photolithography performed on this film can be improved within a practically sufficient range, while the word line 15 and the bit line are The insulation between the extraction electrodes 22 could be further improved.

【００５７】実施例３ 実施例１および実施例２では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の下
地がＷＳｉｘ膜である場合について述べたが、下地は他
のシリサイド膜であっても構わない。本実施例では、下
地をＴｉＳｉｘ膜とした場合の光学定数および膜厚の最
適化について述べる。 Third Embodiment In the first and second embodiments, the case where the base of the SiOxNy: H film is the WSix film has been described, but the base may be another silicide film. In this example, optimization of optical constants and film thickness when a TiSix film is used as a base will be described.

【００５８】本実施例ではまず、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の
光学定数ｎを２．０に固定し、前述のようなシミュレー
ションを行った。ただし、ＴｉＳｉｘ膜の光学定数は、
ｎ＝０．７１７，ｋ＝１．８７８とした。結果を図９に
示す。この図９において、定在波効果の極小化領域は約
６２ｎｍ周期で現れている。ここで、膜厚ｄ＝２１０ｎ
ｍに沿って光学定数ｋの変化をみると、ｋ＝０．２２付
近で定在波効果を１％以下に抑えることができる。これ
よりさらにｋを減少させる方向に沿ってみると、ｋ＝
０．１５付近でも定在波効果は３％程度である。したが
って、ｎ＝２．０，ｋ＝０．１５，ｄ＝２１０ｎｍのＳ
ｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜することにより、ＴｉＳｉｘ膜
上でも良好な反射防止効果を達成し、かつオフセット絶
縁膜として十分な機能を発揮させることができる。In this example, first, the optical constant n of the SiOxNy: H film was fixed to 2.0, and the above simulation was performed. However, the optical constant of the TiSix film is
It was set as n = 0.717 and k = 1.878. The results are shown in Fig. 9. In FIG. 9, the minimization region of the standing wave effect appears in a cycle of about 62 nm. Here, the film thickness d = 210n
Looking at the change in the optical constant k along m, the standing wave effect can be suppressed to 1% or less in the vicinity of k = 0.22. Looking further along the direction of decreasing k, k =
Even at around 0.15, the standing wave effect is about 3%. Therefore, S of n = 2.0, k = 0.15, d = 210 nm
By forming the iOxNy: H film, a good antireflection effect can be achieved even on the TiSix film, and a sufficient function as an offset insulating film can be exhibited.

【００５９】実施例４ 本実施例では、ゲート電極上に反射防止膜を兼ねたオフ
セット絶縁膜としてＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜が形成され、か
つサリサイド・プロセスによるシリサイド層がソース／
ドレイン領域のみに形成されたｎ型ＭＯＳトランジス
タ、およびその製造プロセスについて、図１０ないし図
１３を参照しながら説明する。 Embodiment 4 In this embodiment, a SiOxNy: H film is formed on the gate electrode as an offset insulating film which also serves as an antireflection film, and a silicide layer formed by a salicide process is used as a source / source film.
The n-type MOS transistor formed only in the drain region and the manufacturing process thereof will be described with reference to FIGS.

【００６０】まず、予めＬＯＣＯＳ法により素子分離領
域３２が形成されたＳｉ基板３１についてたとえば８５
０℃でパイロジェニック酸化を行い、その素子形成領域
に厚さ約８ｎｍのゲート酸化膜３３を形成した。続い
て、膜厚約７０ｎｍのｎ⁺ 型ポリシリコン膜３４と膜厚
約７０ｎｍのＷＳｉｘ膜３５の積層体であるＷポリサイ
ド膜３６を実施例１と同じ条件で成膜した。First, with respect to the Si substrate 31 in which the element isolation region 32 is formed in advance by the LOCOS method, for example, 85.
Pyrogenic oxidation was performed at 0 ° C. to form a gate oxide film 33 having a thickness of about 8 nm in the element formation region. Subsequently, a W polycide film 36, which is a laminated body of an n ⁺ type polysilicon film 34 having a film thickness of about 70 nm and a WSix film 35 having a film thickness of about 70 nm, was formed under the same conditions as in Example 1.

【００６１】さらに、この上にプラズマＣＶＤにより膜
厚９２．５ｎｍのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７を堆積させ
た。成膜条件は実施例１と同様、ＳｉＨ₄ ／Ｎ₂ Ｏ流量
比＝１の条件で行い、光学定数もｎ＝２．１０，ｋ＝
０．３４と同じである。続いて、ＫｒＦエキシマ・レー
ザ・リソグラフィを行い、上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７
の上に線幅約０．３５μｍのレジスト・パターン３８を
形成した。このレジスト・パターン３８は、上記ＳｉＯ
ｘＮｙ：Ｈ膜１６の反射防止効果により、極めて精度の
高い寸法および形状をもって形成された。図１０には、
ここまでのプロセスを終了した状態が示されている。Further, a SiOxNy: H film 37 having a film thickness of 92.5 nm was deposited on this by plasma CVD. The film forming conditions were the same as in Example 1 under the condition of SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio = 1, and the optical constants were n = 2.10 and k =
The same as 0.34. Then, KrF excimer laser lithography is performed to perform the SiOxNy: H film 37.
A resist pattern 38 having a line width of about 0.35 μm was formed on the above. This resist pattern 38 is the above-mentioned SiO.
Due to the antireflection effect of the xNy: H film 16, the film was formed with extremely precise dimensions and shape. In FIG.
The state in which the processes up to this point have been completed is shown.

【００６２】次に、上記レジスト・パターン３８をマス
クとして上記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７，上記Ｗポリサイ
ド膜３６を異方性エッチングし、図１１に示されるよう
なゲート電極３６ａを形成した。なお、図１１中、異方
性エッチングされた膜については、元の符号に添字ａを
付して表してある。Next, the SiOxNy: H film 37 and the W polycide film 36 are anisotropically etched by using the resist pattern 38 as a mask to form a gate electrode 36a as shown in FIG. In FIG. 11, the anisotropically etched film is shown by adding the subscript a to the original code.

【００６３】次に、レジスト・パターンのアッシング除
去、ＬＤＤ領域形成用のＡｓ⁺ の低濃度イオン注入、減
圧ＣＶＤ法による膜厚約１５０ｎｍのＳｉＯｘ膜の全面
堆積、該ＳｉＯｘ膜のエッチバックの一連の工程を実施
例１で上述した様に行い、ゲート電極３６ａおよびＳｉ
ＯｘＮｙ：Ｈ膜３７ａの側壁面上にサイドウォール３９
を形成した。さらに、Ａｓ⁺ の高濃度イオン注入、ＲＴ
Ａによる不純物活性化を経てソース／ドレイン領域４０
を形成した。この後、スパッタリングにより基体の全面
に厚さ約３０ｎｍのＴｉ膜４１を成膜した。図１２に
は、ここまでのプロセスを終了した状態が示されてい
る。Next, a series of removal of the resist pattern by ashing, low-concentration ion implantation of As ⁺ for forming the LDD region, total deposition of a SiOx film having a thickness of about 150 nm by the low pressure CVD method, and etching back of the SiOx film are performed. The process is carried out as described above in Example 1 for gate electrode 36a and Si.
A sidewall 39 is formed on the sidewall surface of the OxNy: H film 37a.
Was formed. In addition, high-concentration As ⁺ ion implantation, RT
The source / drain region 40 is obtained through the impurity activation by A.
Was formed. Then, a Ti film 41 having a thickness of about 30 nm was formed on the entire surface of the substrate by sputtering. FIG. 12 shows a state in which the processes up to this point have been completed.

【００６４】次に、Ｎ₂ 雰囲気中、６００℃，３０秒間
の１回目ＲＴＡを行った。この結果、ソース／ドレイン
領域４０の表層部においてのみ選択的に自己整合的なシ
リサイド化反応が進行し、図１３に示されるようなＴｉ
Ｓｉｘ層４２が形成された。このＴｉＳｉｘ層４２はＣ
₄₉構造を持つ。ここで、従来のようにゲート電極３６ａ
上に薄いＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を形成していた場合には、
このＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の介在にもかかわらずＷＳｉｘ
膜３５ａとＴｉ膜４１との反応を防止することができな
かったが、本発明ではＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７ａの膜厚
が大きいために、これを防止することができた。Next, the first RTA was performed at 600 ° C. for 30 seconds in an N ₂ atmosphere. As a result, the self-aligned silicidation reaction selectively proceeds only in the surface layer portion of the source / drain region 40, and Ti as shown in FIG.
The Six layer 42 was formed. This TiSix layer 42 is C
_{It has 49} structures. Here, as in the conventional case, the gate electrode 36a
If a thin SiOxNy: H film is formed on top,
Despite the presence of this SiOxNy: H film, WSix
Although the reaction between the film 35a and the Ti film 41 could not be prevented, this could be prevented because the thickness of the SiOxNy: H film 37a was large in the present invention.

【００６５】この後、たとえば硫酸過水（Ｈ₂ ＳＯ₄ ／
Ｈ₂ Ｏ₂ 混合水溶液）処理を行い、素子分離領域３２，
サイドウォール３９およびＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７ａの
上に残存している未反応のＴｉ膜４１を溶解除去した。
続いて、雰囲気中、８００℃，１０秒間の条件で２回目
ＲＴＡを行い、ＴｉＳｉｘ層４２を低抵抗化させた。こ
のときのＴｉＳｉｘは、Ｃ₅₄構造を有する。After this, for example, sulfuric acid / hydrogen peroxide (H ₂ SO ₄ /
(H ₂ O ₂ mixed aqueous solution) treatment to remove the element isolation region 32,
The unreacted Ti film 41 remaining on the sidewalls 39 and the SiOxNy: H film 37a was removed by dissolution.
Subsequently, the second RTA was performed in the atmosphere at 800 ° C. for 10 seconds to lower the resistance of the TiSix layer 42. TiSix at this time has a C ₅₄ structure.

【００６６】さらに、公知の手順にしたがって層間絶縁
膜の堆積、コンタクト・ホールウ開口、上層配線の形成
を経てｎＭＯＳトランジスタを完成させた。Further, an nMOS transistor was completed by depositing an interlayer insulating film, opening a contact hole, and forming an upper wiring according to a known procedure.

【００６７】なお、上記プロセスの変形例として、Ｓｉ
ＯｘＮｙ：Ｈ膜３７の光学定数ｋを一層下げ、膜厚ｄを
増大させた成膜も可能である。たとえば、ＳｉＨ₄ ／Ｎ
₂ Ｏ流量比を若干下げて０．７４とした条件でプラズマ
ＣＶＤを行うと、ｎ＝２．０，ｋ＝０．２４のＳｉＯｘ
Ｎｙ：Ｈ膜を得ることができる。この膜は、膜厚ｄ＝１
５７ｎｍで優れた反射防止効果を示した。また成膜時間
が約２０秒と長い分だけ膜厚均一性にも優れていた。
さらに、実施例２で前述したごとく流量比を０．６に下
げると、ｎ＝２．０，ｋ＝０．１５のＳｉＯｘＮｙ：Ｈ
膜を得ることができる。この膜は、膜厚ｄ＝２２０ｎｍ
で優れた反射防止効果を示した。しかもこの膜の組成は
ＳｉＯ₃₇Ｏ₃₇Ｎ₉：Ｈ₁₇、原子組成比に換算するとＳｉ
Ｏ₁ Ｎ_0.24：Ｈ_0.46であり、絶縁耐圧にも優れるもので
あった。As a modification of the above process, Si
It is also possible to form a film in which the optical constant k of the OxNy: H film 37 is further lowered and the film thickness d is increased. For example, SiH ₄ / N
_When plasma CVD is performed under the condition that the ₂ O flow rate ratio is slightly reduced to 0.74, SiOx with n = 2.0 and k = 0.24.
A Ny: H film can be obtained. This film has a film thickness d = 1
It showed an excellent antireflection effect at 57 nm. Further, the film forming time was as long as about 20 seconds, and the film thickness was excellent.
Furthermore, when the flow rate ratio is reduced to 0.6 as described in Example 2, SiOxNy: H with n = 2.0 and k = 0.15.
A membrane can be obtained. This film has a film thickness d = 220 nm
Showed an excellent antireflection effect. Moreover, the composition of this film is SiO ₃₇ O ₃₇ N ₉ : H ₁₇ , which is Si when converted to the atomic composition ratio.
It was O ₁ N _0.24 : H _0.46 and was excellent in withstand voltage.

【００６８】実施例５ 本実施例では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の絶縁耐圧を向上さ
せるために、反射防止膜としての機能を果たし終えた時
点でこの膜を酸化した。 Example 5 In this example, in order to improve the withstand voltage of the SiOxNy: H film, this film was oxidized at the time when the function as an antireflection film was completed.

【００６９】すなわち、前出の図１１に示した様に、Ｗ
ポリサイド膜３６のエッチングが終了してレジスト・パ
ターン３８を除去した後、Ｏ₂ 雰囲気中、８００℃，３
０〜６０分間の条件で熱処理を行った。これにより、Ｓ
ｉＯｘＮｙ：Ｈ膜３７ａが酸化されてその組成がほぼＳ
ｉＯ₂ に変化し、絶縁耐圧が熱処理前に比べて約１０倍
に向上した。なお、上述の組成変化は当然のことながら
光学定数の変化を招くが、この時点ではリソグラフィが
終了しており、プロセスに何ら支障はない。That is, as shown in FIG. 11 above, W
After the etching of the polycide film 36 is completed and the resist pattern 38 is removed, the polycide film 36 is removed in an O ₂ atmosphere at 800 ° C. for 3 hours.
The heat treatment was performed under the condition of 0 to 60 minutes. This allows S
The iOxNy: H film 37a is oxidized and its composition is almost S.
The dielectric strength was changed to iO ₂ , and the withstand voltage was improved about 10 times compared to before the heat treatment. Although the above composition change naturally causes a change in the optical constant, the lithography is completed at this point and there is no hindrance to the process.

【００７０】以上、本発明を５例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の実施例では、配線パタ
ーンとしてＷポリサイド膜を用いたが、これは他の金属
シリサイド膜、あるいは単にポリシリコン膜であっても
良い。また、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜厚や光学定数も、
技術的に可能な範囲内であれば他の値に選択して構わな
い。この他、露光波長、フォトレジスト材料の種類、基
板の構成、プロセス条件、使用する半導体製造装置等の
細部についても、適宜変更選択が可能である。The present invention has been described above based on the five embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the above-described embodiments, the W polycide film is used as the wiring pattern, but it may be another metal silicide film or simply a polysilicon film. In addition, the film thickness and optical constant of the SiOxNy: H film are
Other values may be selected within the technically possible range. In addition, the exposure wavelength, the type of photoresist material, the structure of the substrate, the process conditions, the details of the semiconductor manufacturing apparatus to be used, etc. can be changed and selected as appropriate.

【００７１】[0071]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば、オフセット絶縁膜の膜厚変動により従
来生じていたフォトリソグラフィの不安定化要因を削減
することができる。本発明では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の
膜厚を増大させるので、サリサイド・プロセスにおいて
は配線パターンの表層部のシリサイド化が防止される。
また、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の膜厚の大きい領域で反射防
止効果を発揮させるために、組成をＯリッチとしてＳｉ
Ｏｘ膜に近づけるため、自己整合コンタクト構造部にお
いては上下配線間の絶縁が確保される。As is apparent from the above description, by applying the present invention, it is possible to reduce the factor of destabilizing the photolithography which has conventionally been caused by the variation in the film thickness of the offset insulating film. In the present invention, since the thickness of the SiOxNy: H film is increased, silicidation of the surface layer portion of the wiring pattern is prevented in the salicide process.
Further, in order to exert an antireflection effect in a region where the thickness of the SiOxNy: H film is large, the composition is made O-rich to form Si.
Since it is close to the Ox film, insulation between the upper and lower wirings is secured in the self-aligned contact structure portion.

【００７２】フォトリソグラフィの露光波長の短波長化
に伴って反射防止膜の採用が必須となり、またサリサイ
ド・プロセスによる低抵抗化、自己整合コンタクト・プ
ロセスによるマスク合わせマージンの不要化が強く望ま
れる中で、本発明はオフセット絶縁膜および反射防止膜
としてのＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の性能を向上させることを
通じて、半導体デバイスの微細化，高集積化，高信頼化
に大きく貢献するものである。With the shortening of the exposure wavelength of photolithography, it is essential to use an antireflection film, and it is strongly desired that the salicide process lowers the resistance and that the self-aligned contact process eliminates the need for a mask alignment margin. Thus, the present invention greatly contributes to miniaturization, high integration, and high reliability of semiconductor devices by improving the performance of the SiOxNy: H film as the offset insulating film and the antireflection film.

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

【図１】ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数のＳｉＨ₄ ／Ｎ
₂ Ｏ流量比依存性を表すグラフである。FIG. 1 SiH ₄ / N of optical constants of SiOxNy: H film
It is a graph showing the ₂ O flow rate dependency.

【図２】ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の原子組成のＳｉＨ₄ ／Ｎ
₂ Ｏ流量比依存性を表すグラフである。FIG. 2 SiH ₄ / N of atomic composition of SiOxNy: H film
It is a graph showing the ₂ O flow rate dependency.

【図３】ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数および膜厚の最
適化シミュレーションを説明しする図であり、（ａ）図
はシミュレーションに用いたサンプル・ウェハの構造を
示す模式的断面図、（ｂ）図はＷＳｉｘ膜上における定
在波効果の変化パターンである。3A and 3B are diagrams for explaining an optimization simulation of an optical constant and a film thickness of a SiOxNy: H film, FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing the structure of a sample wafer used in the simulation, and FIG. The figure shows the change pattern of the standing wave effect on the WSix film.

【図４】ＳＲＡＭのビット線コンタクトを自己整合コン
タクト技術により形成するプロセスにおいて、ワード線
と共通パターンを有するＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を反射防止
膜を兼ねたオフセット絶縁膜として形成した状態を示す
模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a SiOxNy: H film having a common pattern with a word line is formed as an offset insulating film also serving as an antireflection film in a process of forming a bit line contact of SRAM by a self-aligned contact technique. It is a figure.

【図５】図４のワード線の側壁面上にサイドウォールを
形成した状態を示す模式的断面図である。5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a sidewall is formed on the sidewall surface of the word line in FIG.

【図６】図５の基体の全面にＳｉＯｘ層間絶縁膜を形成
し、これをパターニングしてコンタクト・ホールを開口
した状態を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where a SiOx interlayer insulating film is formed on the entire surface of the base body of FIG. 5 and is patterned to open contact holes.

【図７】図６のコンタクト・ホールを覆ってビット線引
出し電極を形成した状態を示す模式的断面図である。7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a bit line extraction electrode is formed so as to cover the contact hole of FIG.

【図８】ＷＳｉｘ膜上における定在波効果の変化パター
ンを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change pattern of a standing wave effect on a WSix film.

【図９】ＴｉＳｉｘ膜上における定在波効果の変化パタ
ーンを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a change pattern of a standing wave effect on a TiSix film.

【図１０】サリサイド技術を適用してＭＯＳトランジス
タを製造するプロセスにおいて、Ｗポリサイド膜上に反
射防止膜を兼ねたオフセット絶縁膜としてＳｉＯｘＮ
ｙ：Ｈを成膜し、レジスト・パターンを形成した状態を
示す模式的断面図である。FIG. 10 shows SiOxN as an offset insulating film that also functions as an antireflection film on a W polycide film in a process of manufacturing a MOS transistor by applying a salicide technique.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which y: H is deposited and a resist pattern is formed.

【図１１】図１０のレジスト・パターンをマスクとして
ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜とＷポリサイド膜を異方性エッチン
グし、ゲート電極を形成した状態を示す模式的断面図で
ある。11 is a schematic cross-sectional view showing a state where a SiOxNy: H film and a W polycide film are anisotropically etched using the resist pattern of FIG. 10 as a mask to form a gate electrode.

【図１２】図１１のゲート電極の側壁面上にサイドウォ
ールを形成した後、基体の全面をＴｉ膜で被覆した状態
を示す模式的断面図である。12 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a sidewall is formed on the sidewall surface of the gate electrode of FIG. 11 and then the entire surface of the substrate is covered with a Ti film.

【図１３】図１２の基体にＲＴＡを行い、ソース／ドレ
イン領域の表層部のみを選択的にシリサイド化させた状
態を示す模式的断面図である。13 is a schematic cross-sectional view showing a state in which only the surface layer portion of the source / drain region is selectively silicified by performing RTA on the substrate of FIG.

【図１４】多層膜系における定在波効果を説明するため
の図であり、（ａ）図は反射防止膜とオフセット絶縁膜
を別々に形成した従来のサンプル・ウェハの構成を示す
模式的断面図、（ｂ）図は振幅比のオフセット絶縁膜の
膜厚依存性を表すグラフ、（ｃ）図は振幅比の定義を説
明するグラフである。FIG. 14 is a diagram for explaining a standing wave effect in a multilayer film system, and FIG. 14A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional sample wafer in which an antireflection film and an offset insulating film are separately formed. FIG. 6B is a graph showing the dependence of the amplitude ratio on the film thickness of the offset insulating film, and FIG. 7C is a graph explaining the definition of the amplitude ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１，３１ Ｓｉ基板 １５，３６ Ｗポリサイド膜 １５ａ ワード線 １６，３７，３７ａ ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜 １８，３９ サイドウォール ２０ ＳｉＯｘ層間絶縁膜 ２１ コンタクト・ホール ２２ ビット線引出し電極 ４０ ソース／ドレイン領域 ４１ Ｔｉ膜 11,31 Si substrate 15,36 W polycide film 15a word line 16,37,37a SiOxNy: H film 18,39 Sidewall 20 SiOx interlayer insulating film 21 contact holes 22 Bit line extraction electrode 40 source / drain region 41 Ti film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−169084（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196400（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/027 H01L 21/314 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-6-169084 (JP, A) JP-A-6-196400 (JP, A) JP-A-6-196480 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/027 H01L 21/314

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ポリシリコン膜，シリサイド膜もしくは
ポリサイド膜よりなる配線パターン上に、反射防止膜を
兼ねたオフセット絶縁膜として該配線パターンと共通パ
ターンを有するＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜が形成されてり、 前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜が、その光学定数ｋ（ただし、
ｋは複素振幅屈折率の虚数部係数を表す。）が０．１５
以下である半導体装置。1. A SiOxNy: H film having a common pattern with the wiring pattern is formed on the wiring pattern made of a polysilicon film, a silicide film or a polycide film as an offset insulating film which also functions as an antireflection film, The SiOxNy: H film has an optical constant k (however,
k represents the imaginary part coefficient of the complex amplitude refractive index. ) Is 0.15
The following semiconductor device. 【請求項２】 前記配線パターンはＭＯＳトランジスタ
のゲート電極であり、該ゲート電極の側壁面上には誘電
体膜よりなるサイドウォールが形成され、該ＭＯＳトラ
ンジスタのソース／ドレイン領域の表層部のみに自己整
合的にシリサイド層が形成されてなる請求項１記載の半
導体装置。2. The wiring pattern is a gate electrode of a MOS transistor, a sidewall made of a dielectric film is formed on a sidewall surface of the gate electrode, and only a surface layer portion of a source / drain region of the MOS transistor is formed. The semiconductor device according to claim 1, wherein the silicide layer is formed in a self-aligned manner. 【請求項３】 前記配線パターンが所定間隔をおいて複
数配され、少なくとも該配線パターンの側壁面上には誘
電体膜よりなるサイドウォールが形成され、隣接する該
配線パターン間に上層配線のコンタクト部が自己整合的
に形成されてなる請求項１記載の半導体装置。3. A plurality of the wiring patterns are arranged at predetermined intervals, a sidewall made of a dielectric film is formed on at least a side wall surface of the wiring pattern, and a contact of an upper layer wiring is provided between adjacent wiring patterns. The semiconductor device according to claim 1, wherein the portion is formed in a self-aligned manner. 【請求項４】 基板上に配線材料膜を成膜する第１工程
と、 前記配線材料膜上に反射防止膜を兼ねたオフセット絶縁
膜としてＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜する第２工程と、 前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜上にフォトレジスト・パターン
を形成する第３工程と、 前記フォトレジスト・パターンをマスクとし、前記Ｓｉ
ＯｘＮｙ：Ｈ膜および前記配線材料膜とをエッチングし
て配線パターンを形成する第４工程とを有し、 前記第２工程では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数ｎ
（ただし、ｎは複素振幅屈折率の実数部である。）を一
定とした条件下で、光学定数ｋ（ただし、ｋは複素振幅
屈折率の虚数部係数である。）と膜厚ｄの組み合わせに
より決まる定在波効果の変化パターンを求め、該変化パ
ターンから定在波効果を所定レベル以下に抑制し得る光
学定数ｋと膜厚ｄの組を選択し、これら光学定数（ｎ，
ｋ）と膜厚ｄを達成し得る成膜条件を設定してＳｉＯｘ
Ｎｙ：Ｈ膜を成膜する半導体装置の製造方法。4. A first step of forming a wiring material film on a substrate, and a second step of forming a SiOxNy: H film on the wiring material film as an offset insulating film which also functions as an antireflection film, A third step of forming a photoresist pattern on the SiOxNy: H film, and using the photoresist pattern as a mask, the Si
A fourth step of forming a wiring pattern by etching the OxNy: H film and the wiring material film, and in the second step, the optical constant n of the SiOxNy: H film.
A combination of the optical constant k (where k is the imaginary part coefficient of the complex amplitude refractive index) and the film thickness d under the condition that (n is the real number part of the complex amplitude refractive index) is constant. The change pattern of the standing wave effect determined by the above is obtained, and a set of the optical constant k and the film thickness d capable of suppressing the standing wave effect to a predetermined level or less is selected from the change pattern,
k) and the film forming conditions capable of achieving the film thickness d are set, and SiOx is set.
A method of manufacturing a semiconductor device for forming a Ny: H film. 【請求項５】 前記膜厚ｄは、これをゼロから増大させ
た場合に前記変化パターン内に周期的に現れる定在波効
果の極小化領域のうち、２番目以降の極小化領域を与え
る値もしくはその近傍の値に選択される請求項４記載の
半導体装置の製造方法。5. The film thickness d is a value that gives the second and subsequent minimization regions among the minimization regions of the standing wave effect that appear periodically in the change pattern when the thickness d is increased from zero. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the value is selected to be a value close to that value. 【請求項６】 前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の成膜はＳｉＨ
_４とＮ_２Ｏとの混合ガスを用いるＣＶＤにより行い、前
記成膜条件は予め求めておいた光学定数（ｎ，ｋ）のＳ
ｉＨ_４／Ｎ_２Ｏ流量比依存性にもとづいて設定する請求
項４記載の半導体装置の製造方法。6. The formation of the SiOxNy: H film is SiH.
CVD using a mixed gas of ₄ and N ₂ O is performed, and the film forming condition is S of an optical constant (n, k) determined in advance.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the setting is performed based on iH ₄ / N ₂ O flow ratio dependency. 【請求項７】 前記第４工程でエッチングを終了した
後、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を酸化する請求項４記載の半導
体装置の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the SiOxNy: H film is oxidized after etching is completed in the fourth step. 【請求項８】 前記基板としてシリコン基板を用い、前
記第４工程で前記配線パターンとしてＭＯＳトランジス
タのゲート電極を形成した後、前記ゲート電極の側壁面
上に誘電体膜よりなるサイドウォールを形成する工程
と、基体の全面に金属膜を成膜する工程と、アニールを
行って該金属膜と前記基板の表層部とを反応させること
により自己整合的にシリサイド層を形成する工程とを経
る請求項４記載の半導体装置の製造方法。8. A silicon substrate is used as the substrate, a gate electrode of a MOS transistor is formed as the wiring pattern in the fourth step, and then a sidewall made of a dielectric film is formed on a sidewall surface of the gate electrode. The steps of: forming a metal film on the entire surface of the substrate; and performing a anneal to react the metal film with the surface layer of the substrate to form a silicide layer in a self-aligned manner. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to 4. 【請求項９】 前記第４工程で前記配線パターンを所定
間隔をおいて複数形成した後、前記配線パターンの側壁
面上に誘電体膜よりなるサイドウォールを形成する工程
と、隣接する該配線パターン間に上層配線のコンタクト
部を自己整合的に形成する工程とを経る請求項４記載の
半導体装置の製造方法。9. The step of forming a plurality of the wiring patterns at predetermined intervals in the fourth step, and then forming a sidewall made of a dielectric film on the sidewall surface of the wiring pattern, and the adjacent wiring patterns. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of forming a contact portion of an upper layer wiring in a self-aligned manner. 【請求項１０】 基板上に配線材料膜を成膜する第１工
程と、 前記配線材料膜上に反射防止膜を兼ねたオフセット絶縁
膜としてＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜する第２工程と、 前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜上にフォトレジスト・パターン
を形成する第３工程と、 前記フォトレジスト・パターンをマスクとし、前記Ｓｉ
ＯｘＮｙ：Ｈ膜および前記配線材料膜とをエッチングし
て配線パターンを形成する第４工程とを有し、 前記第２工程では、ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の光学定数ｎ
（ただし、ｎは複素振幅屈折率の実数部である。）を一
定とした条件下で、光学定数ｋ（ただし、ｋは複素振幅
屈折率の虚数部係数である。）と膜厚ｄの組み合わせに
より決まる定在波効果の変化パターンを求め、該変化パ
ターンにおいて定在波効果の極小化領域を与える膜厚ｄ
をひとつ選択し、この選択された膜厚ｄに対して定在波
効果を許容範囲内に抑え得る光学定数ｋの最小値を選択
し、これら光学定数（ｎ，ｋ）と膜厚ｄを達成し得る成
膜条件を設定してＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜を成膜する請求項
６記載の半導体装置の製造方法。10. A first step of forming a wiring material film on a substrate, a second step of forming a SiOxNy: H film as an offset insulating film which also functions as an antireflection film on the wiring material film, A third step of forming a photoresist pattern on the SiOxNy: H film, and using the photoresist pattern as a mask, the Si
A fourth step of forming a wiring pattern by etching the OxNy: H film and the wiring material film, and in the second step, the optical constant n of the SiOxNy: H film.
A combination of the optical constant k (where k is the imaginary part coefficient of the complex amplitude refractive index) and the film thickness d under the condition that (n is the real number part of the complex amplitude refractive index) is constant. The variation pattern of the standing wave effect determined by
One of the optical constants (n, k) and the film thickness d is achieved by selecting the minimum value of the optical constant k that can suppress the standing wave effect within the allowable range for the selected film thickness d. 7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the SiOxNy: H film is formed by setting possible film formation conditions. 【請求項１１】 前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜の成膜はＳｉ
Ｈ_４とＮ_２Ｏとの混合ガスを用いるＣＶＤにより行い、
前記成膜条件は予め求めておいた光学定数（ｎ，ｋ）の
ＳｉＨ_４／Ｎ_２Ｏ流量比依存性にもとづいて設定する請
求項１０記載の半導体装置の製造方法。11. The SiOxNy: H film is formed using Si.
Performed by CVD using a mixed gas of H ₄ and N ₂ O,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the film forming conditions are set based on the SiH ₄ / N ₂ O flow rate ratio dependency of an optical constant (n, k) obtained in advance. 【請求項１２】 前記第１工程では、前記配線材料膜と
してポリシリコン膜，シリサイド膜もしくはポリサイド
膜を成膜し、前記第２工程では前記ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ膜
の光学定数ｋを０．１５以下とする請求項１０記載の半
導体装置の製造方法。12. A polysilicon film, a silicide film or a polycide film is formed as the wiring material film in the first step, and an optical constant k of the SiOxNy: H film is set to 0.15 or less in the second step. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.