JP2000077386A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JP2000077386A JP2000077386A JP24236298A JP24236298A JP2000077386A JP 2000077386 A JP2000077386 A JP 2000077386A JP 24236298 A JP24236298 A JP 24236298A JP 24236298 A JP24236298 A JP 24236298A JP 2000077386 A JP2000077386 A JP 2000077386A
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- Japan
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- pattern
- etching
- film
- resist
- gas
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】積層構造を持つ基板１上の被加工物層２上
に有機反射防止膜３、レジスト膜を積層し、レジスト膜
をフォトリソグラフィー方法でレジストパターン４を形
成する。レジストパターン４をマスクに、有機反射防止
膜３を初めに、塩素と酸素を混合したガス５を用いたプ
ラズマでエッチングを行い、基板１上の被加工物層２が
露出した時点で、引き続き、ハロゲン炭化水素ガス６の
みを用いたプラズマによりエッチングを行う。 【効果】マスクパターンの線幅とエッチング後のレジス
ト膜パターンの寸法との変換差を無くすことを可能と
し、微細素子パターンのパターニング精度を著しく改善
することに大きく寄与する。
に有機反射防止膜３、レジスト膜を積層し、レジスト膜
をフォトリソグラフィー方法でレジストパターン４を形
成する。レジストパターン４をマスクに、有機反射防止
膜３を初めに、塩素と酸素を混合したガス５を用いたプ
ラズマでエッチングを行い、基板１上の被加工物層２が
露出した時点で、引き続き、ハロゲン炭化水素ガス６の
みを用いたプラズマによりエッチングを行う。 【効果】マスクパターンの線幅とエッチング後のレジス
ト膜パターンの寸法との変換差を無くすことを可能と
し、微細素子パターンのパターニング精度を著しく改善
することに大きく寄与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路製造工程に
あって、炭素、あるいは炭化水素を主成分とする有機反
射防止膜上にレジストパターニングならびにエッチング
する際に、パターンの最適寸法を得るためのエッチング
方法に関する。
あって、炭素、あるいは炭化水素を主成分とする有機反
射防止膜上にレジストパターニングならびにエッチング
する際に、パターンの最適寸法を得るためのエッチング
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板の高反射膜上でのレジスト膜
のパターニングでは、ハレーションの影響や、レジスト
中の露光光の定在波の影響を受けて、レジスト膜の僅か
なばらつきにより、レジスト膜パターンの端部がぎざつ
いたり、段差上でくびれたり、線幅がばらついてしまう
問題が生じていた。そこで、レジスト膜の下地に反射防
止膜を形成することにより露光光の定在波の影響を少な
くし、この問題を解決していた。これら反射防止膜の材
料には、例えば、特開平６−１４０３９６に開示されて
いる、ＳｉＮなどの無機系材料を用いる場合があるが、
多くの場合は低温で簡便に形成できる有機系材料を反射
防止膜として使用している。
のパターニングでは、ハレーションの影響や、レジスト
中の露光光の定在波の影響を受けて、レジスト膜の僅か
なばらつきにより、レジスト膜パターンの端部がぎざつ
いたり、段差上でくびれたり、線幅がばらついてしまう
問題が生じていた。そこで、レジスト膜の下地に反射防
止膜を形成することにより露光光の定在波の影響を少な
くし、この問題を解決していた。これら反射防止膜の材
料には、例えば、特開平６−１４０３９６に開示されて
いる、ＳｉＮなどの無機系材料を用いる場合があるが、
多くの場合は低温で簡便に形成できる有機系材料を反射
防止膜として使用している。
【０００３】しかしながら、このような有機系材料を反
射防止膜として使用すると、レジストパターンをマスク
としてレジスト膜下の反射防止膜をエッチングする際
に、反射防止膜とレジストを形成する材料に大きな差が
ないため、反射防止膜エッチング中にマスクであるレジ
ストパターンもエッチングされてしまい、レジストパタ
ーン寸法が小さくなるという問題が発生した。そこで、
このレジストパターンの細りを防ぐためにデポジション
性のあるフレオンを代表とする弗素を含むハロゲン炭化
水素ガスとＯ2の混合ガスを用いてエッチングを行うこ
とにより、レジストパターン側面に積極的にエッチング
生成物を付着させて反射防止膜エッチング中の、レジス
トパターンの細りを防止する方法がとられている。
射防止膜として使用すると、レジストパターンをマスク
としてレジスト膜下の反射防止膜をエッチングする際
に、反射防止膜とレジストを形成する材料に大きな差が
ないため、反射防止膜エッチング中にマスクであるレジ
ストパターンもエッチングされてしまい、レジストパタ
ーン寸法が小さくなるという問題が発生した。そこで、
このレジストパターンの細りを防ぐためにデポジション
性のあるフレオンを代表とする弗素を含むハロゲン炭化
水素ガスとＯ2の混合ガスを用いてエッチングを行うこ
とにより、レジストパターン側面に積極的にエッチング
生成物を付着させて反射防止膜エッチング中の、レジス
トパターンの細りを防止する方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレジスト膜下の反射防止膜をエッチングする際に、
フレオンを代表とする弗素を含むハロゲン炭化水素ガス
とＯ2の混合ガスを用いてエッチングを行う場合、レジ
ストパターン側面に付着する生成物はレジストパターン
間隔に依存してしまい、付着量は間隔が狭い場合には少
なく、広い場合には多くなってしまった。酸素によるレ
ジスト膜のエッチングはパターン差があまり無いため、
結果として狭いパターン間隔のパターンが所望の寸法よ
りも細くなり易くなっていた。そのために、反射防止膜
エッチング後のレジスト膜パターンの寸法がマスクパタ
ーン間隔によって差が出てしまい、パターン寸法の疎密
差が大きくなるという問題が生じてきた。
うなレジスト膜下の反射防止膜をエッチングする際に、
フレオンを代表とする弗素を含むハロゲン炭化水素ガス
とＯ2の混合ガスを用いてエッチングを行う場合、レジ
ストパターン側面に付着する生成物はレジストパターン
間隔に依存してしまい、付着量は間隔が狭い場合には少
なく、広い場合には多くなってしまった。酸素によるレ
ジスト膜のエッチングはパターン差があまり無いため、
結果として狭いパターン間隔のパターンが所望の寸法よ
りも細くなり易くなっていた。そのために、反射防止膜
エッチング後のレジスト膜パターンの寸法がマスクパタ
ーン間隔によって差が出てしまい、パターン寸法の疎密
差が大きくなるという問題が生じてきた。
【０００５】そこで、本発明の目的は、有機反射防止膜
をレジストマスクでエッチングする際に、パターン寸法
の疎密差に影響されず、所望のパターン寸法が得られる
パターン形成方法を提供することにある。
をレジストマスクでエッチングする際に、パターン寸法
の疎密差に影響されず、所望のパターン寸法が得られる
パターン形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】積層構造を持つ基板上の
被加工物層上に有機反射防止膜、レジスト膜を積層し、
前記レジスト膜をフォトリソグラフィー方法でレジスト
パターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに、
前記有機反射防止膜をドライエッチング方法でエッチン
グ加工する工程において、ドライエッチングを２回にわ
けてエッチングする。
被加工物層上に有機反射防止膜、レジスト膜を積層し、
前記レジスト膜をフォトリソグラフィー方法でレジスト
パターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに、
前記有機反射防止膜をドライエッチング方法でエッチン
グ加工する工程において、ドライエッチングを２回にわ
けてエッチングする。
【０００７】前記ドライエッチングは、初めに、塩素
（Ｃｌ2）と酸素（Ｏ2）を混合したガスを用いたプラズ
マでエッチングを行い、基板上の被加工物層が露出した
時点で、引き続き、ハロゲン炭化水素ガスのみを用いた
プラズマによるエッチングを行う。
（Ｃｌ2）と酸素（Ｏ2）を混合したガスを用いたプラズ
マでエッチングを行い、基板上の被加工物層が露出した
時点で、引き続き、ハロゲン炭化水素ガスのみを用いた
プラズマによるエッチングを行う。
【０００８】ここにおいて、ハロゲン炭化水素ガスはＣ
Ｆ4、ＣＨＦ3のうち単独、もしくは混合状態のガスであ
ることが望ましい。
Ｆ4、ＣＨＦ3のうち単独、もしくは混合状態のガスであ
ることが望ましい。
【０００９】
【作用】本発明では、レジストパターンをマスクにし
て、有機反射防止膜をエッチングする。第一段階として
塩素（Ｃｌ2）と酸素（Ｏ2）の混合ガスを用いたプラズ
マドライエッチングを行う。これらのガスを用いてエッ
チングすると、パターン疎密の変換差を最小に抑えるこ
とができる。しかしながら、パターンが密な部分は依然
としてパターンが細くなる傾向がある。これを改善する
ために、次に第二段階として、ハロゲン炭化水素ガスの
みのエッチングに切り替える。この第二段階のエッチン
グに於いて、パターンが密な部分ではハロゲン炭化水素
ガスによりマスクのレジストがスパッタされて側壁に堆
積するため、第一段階のエッチングにおいて細くなった
パターン寸法を太らせる。このため、レジスト膜パター
ンの線幅と、エッチング後の反射防止膜の線幅との変換
差を無くすことが可能となる。
て、有機反射防止膜をエッチングする。第一段階として
塩素（Ｃｌ2）と酸素（Ｏ2）の混合ガスを用いたプラズ
マドライエッチングを行う。これらのガスを用いてエッ
チングすると、パターン疎密の変換差を最小に抑えるこ
とができる。しかしながら、パターンが密な部分は依然
としてパターンが細くなる傾向がある。これを改善する
ために、次に第二段階として、ハロゲン炭化水素ガスの
みのエッチングに切り替える。この第二段階のエッチン
グに於いて、パターンが密な部分ではハロゲン炭化水素
ガスによりマスクのレジストがスパッタされて側壁に堆
積するため、第一段階のエッチングにおいて細くなった
パターン寸法を太らせる。このため、レジスト膜パター
ンの線幅と、エッチング後の反射防止膜の線幅との変換
差を無くすことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による集積回路製
造方法の一実施例について具体的に説明する。図１は本
発明の一実施例の説明図である。この図１において、１
はＳｉ基板、２は被加工物層、３は有機反射防止膜、４
はレジストパターンである。
造方法の一実施例について具体的に説明する。図１は本
発明の一実施例の説明図である。この図１において、１
はＳｉ基板、２は被加工物層、３は有機反射防止膜、４
はレジストパターンである。
【００１１】Ｓｉ基板１上に形成されたゲートＳｉＯ2
膜にポリ膜Ｓｉ、ＷＳｉ膜、ＳｉＯ2膜等の被加工物層
２を積層し、更に有機反射防止膜３としてアモルファス
・カーボン膜を被覆した後、レジスト膜を塗布および露
光・現像することにより、０.３５μｍの線幅のゲート
電極形成用のレジスト膜のパターン４が形成される。
膜にポリ膜Ｓｉ、ＷＳｉ膜、ＳｉＯ2膜等の被加工物層
２を積層し、更に有機反射防止膜３としてアモルファス
・カーボン膜を被覆した後、レジスト膜を塗布および露
光・現像することにより、０.３５μｍの線幅のゲート
電極形成用のレジスト膜のパターン４が形成される。
【００１２】次に、Ｓｉ基板１をカソードカップリング
式、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によってエッチングす
るプラズマ装置にセットし、装置のチャンバ内の真空度
５ｍＴｏｒｒ、プラズマのソースパワー４００Ｗ、バイ
アスパワー５０Ｗ（ソースパワー、バイアスパワーとも
に周波数１３.５６ＭＨｚ）、エッチングガス５として
Ｃｌ2５ｓｃｃｍ、Ｏ2 ５ｓｃｃｍのエッチング条件
で、レジスト膜４をマスクとして、アモルファスカーボ
ン膜３をドライエッチングする。
式、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によってエッチングす
るプラズマ装置にセットし、装置のチャンバ内の真空度
５ｍＴｏｒｒ、プラズマのソースパワー４００Ｗ、バイ
アスパワー５０Ｗ（ソースパワー、バイアスパワーとも
に周波数１３.５６ＭＨｚ）、エッチングガス５として
Ｃｌ2５ｓｃｃｍ、Ｏ2 ５ｓｃｃｍのエッチング条件
で、レジスト膜４をマスクとして、アモルファスカーボ
ン膜３をドライエッチングする。
【００１３】続いて、装置のチャンバ内の真空度１０ｍ
Ｔｏｒｒ、プラズマのソースパワー６００Ｗ、バイアス
パワー１００Ｗ（ソースパワー、バイアスパワーともに
周波数１３.５６ＭＨｚ）、エッチングガス６としてＣ
Ｆ4８０ｓｃｃｍのエッチング条件で、１０秒間レジス
ト膜４をドライエッチングする。
Ｔｏｒｒ、プラズマのソースパワー６００Ｗ、バイアス
パワー１００Ｗ（ソースパワー、バイアスパワーともに
周波数１３.５６ＭＨｚ）、エッチングガス６としてＣ
Ｆ4８０ｓｃｃｍのエッチング条件で、１０秒間レジス
ト膜４をドライエッチングする。
【００１４】その後、アッシング装置にて、レジスト膜
４およびアモルファスカーボン膜３をプラズマ剥離によ
り除去し、ポリＳｉ膜、ＷＳｉ膜、ＳｉＯ2膜等の被加
工物層２を異方性ドライエッチングすることにより、Ｗ
Ｓｉゲート電極のＭＯＳ素子を得る。
４およびアモルファスカーボン膜３をプラズマ剥離によ
り除去し、ポリＳｉ膜、ＷＳｉ膜、ＳｉＯ2膜等の被加
工物層２を異方性ドライエッチングすることにより、Ｗ
Ｓｉゲート電極のＭＯＳ素子を得る。
【００１５】図２は、前述の下地構造での有機反射防止
膜エッチングにおけるレジストパターン（パターンの線
幅０.３５μm）からの変換差を、パターン間隔をパラメ
ータとして示したものである。図２に示すように反射防
止膜のエッチングに際して、従来の方法でのエッチング
と比較して、本発明の方法によってエッチングすると、
レジストパターンからの変換差を少なくすることができ
る。
膜エッチングにおけるレジストパターン（パターンの線
幅０.３５μm）からの変換差を、パターン間隔をパラメ
ータとして示したものである。図２に示すように反射防
止膜のエッチングに際して、従来の方法でのエッチング
と比較して、本発明の方法によってエッチングすると、
レジストパターンからの変換差を少なくすることができ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
まず第一段階として塩素と酸素の混合ガスを用いてエッ
チングをし、第二段階としてフレオンを代表とする弗素
を含むハロゲン炭化水素ガスのみによりエッチングする
ことで、マスクパターンの線幅とエッチング後のレジス
ト膜パターンの寸法との変換差を無くすことを可能と
し、微細素子パターンのパターニング精度を著しく改善
することに大きく寄与する。
まず第一段階として塩素と酸素の混合ガスを用いてエッ
チングをし、第二段階としてフレオンを代表とする弗素
を含むハロゲン炭化水素ガスのみによりエッチングする
ことで、マスクパターンの線幅とエッチング後のレジス
ト膜パターンの寸法との変換差を無くすことを可能と
し、微細素子パターンのパターニング精度を著しく改善
することに大きく寄与する。
【図１】本発明の一実施例を示す概略説明図。
【図２】本発明の一実施例の寸法変換差を示す図。
１ Ｓｉ基板 ２ 被加工物層 ３ 有機反射防止膜 ４ レジストパターン ５ エッチングガス（Ｃｌ2＋Ｏ2） ６ エッチングガス（ＣＦ4）
Claims (3)
- 【請求項１】積層構造を持つ基板上の被加工物層上に有
機反射防止膜、レジスト膜を積層し、前記レジスト膜を
フォトリソグラフィー方法でレジストパターンを形成
し、前記レジストパターンをマスクに、前記有機反射防
止膜をドライエッチング方法でエッチング加工する工程
において、ドライエッチングを２回にわけてエッチング
することを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】前記ドライエッチングは、初めに、塩素
（Ｃｌ2）と酸素（Ｏ2）を混合したガスを用いたプラズ
マでエッチングを行い、基板上の被加工物層が露出した
時点で、引き続き、ハロゲン炭化水素ガスのみを用いた
プラズマによるエッチングを行うことを特徴とする請求
項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項３】前記ハロゲン炭化水素ガスはＣＦ4、ＣＨ
Ｆ3のうち単独、もしくは混合状態のガスであることを
特徴とする請求項２記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24236298A JP2000077386A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24236298A JP2000077386A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077386A true JP2000077386A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17088063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24236298A Withdrawn JP2000077386A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077386A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7172972B2 (en) | 2003-07-09 | 2007-02-06 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacture method and etching system |
| CN1300637C (zh) * | 2003-09-29 | 2007-02-14 | 东京毅力科创株式会社 | 蚀刻方法和记录用于控制该方法的程序的计算机记录媒体 |
| JP2008270803A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Applied Materials Inc | 限界寸法収縮の制御されたエッチングプロセス |
| JP2015012178A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置 |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP24236298A patent/JP2000077386A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7172972B2 (en) | 2003-07-09 | 2007-02-06 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacture method and etching system |
| CN1300637C (zh) * | 2003-09-29 | 2007-02-14 | 东京毅力科创株式会社 | 蚀刻方法和记录用于控制该方法的程序的计算机记录媒体 |
| JP2008270803A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Applied Materials Inc | 限界寸法収縮の制御されたエッチングプロセス |
| JP2015012178A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |