JP2001015506A - プラズマｃｖｄによる反射防止膜の製造方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄによる反射防止膜の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、Ｎ2Ｏプラズマを酸化窒化シリコ
ン膜表面に照射する反射防止膜の製造方法を提供し、反
射防止膜成膜工程のスループットの向上を目的とする。 【解決手段】 半導体装置製造工程で用いられる反射防
止膜の製造方法であって、原料ガスとして少なくとも、
Ａ）Ｓｉを含む原料ガスと、Ｂ）Ｎ2Ｏの２種類を含む
原料ガスを成膜チャンバに供給し、該原料ガスの流量を
一定にするガス安定化工程と、ＲＦパワーを印加し、基
板上に酸化窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成
膜する酸化窒化シリコン膜成膜工程と、１）Ｎ2Ｏガス
以外の原料ガスの供給を停止し、かつ２）ＲＦパワーの
供給を継続することでＮ2Ｏプラズマを発生するＮ2Ｏプ
ラズマ照射工程との、それぞれの工程を少なくともこの
順序で有する反射防止膜の製造方法を提供する。
ン膜表面に照射する反射防止膜の製造方法を提供し、反
射防止膜成膜工程のスループットの向上を目的とする。 【解決手段】 半導体装置製造工程で用いられる反射防
止膜の製造方法であって、原料ガスとして少なくとも、
Ａ）Ｓｉを含む原料ガスと、Ｂ）Ｎ2Ｏの２種類を含む
原料ガスを成膜チャンバに供給し、該原料ガスの流量を
一定にするガス安定化工程と、ＲＦパワーを印加し、基
板上に酸化窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成
膜する酸化窒化シリコン膜成膜工程と、１）Ｎ2Ｏガス
以外の原料ガスの供給を停止し、かつ２）ＲＦパワーの
供給を継続することでＮ2Ｏプラズマを発生するＮ2Ｏプ
ラズマ照射工程との、それぞれの工程を少なくともこの
順序で有する反射防止膜の製造方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造中
に用いられる反射防止膜の製造方法に関する。より詳細
には、プラズマＣＶＤ法により、半導体基板上に成膜さ
れる酸化窒化シリコン膜表面にＮ2Ｏプラズマを照射す
ることで得られる反射防止膜に関する。
に用いられる反射防止膜の製造方法に関する。より詳細
には、プラズマＣＶＤ法により、半導体基板上に成膜さ
れる酸化窒化シリコン膜表面にＮ2Ｏプラズマを照射す
ることで得られる反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の集積度が増加するにつれ
て、要求される最小加工寸法も急激に微細となってい
る。現在は、３６５ｎｍのｉ線により、０．３５μｍ〜
０．４０μｍのデザインルールを持つ６４Ｍ ＤＲＡＭ
の製造が行われている。ただ、ｉ線による露光はほぼ限
界を迎えつつあり、次世代以降の集積度に対応するため
に、さらに短波長なＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１
９３ｎｍ）などのエキシマレーザを光源としたリソフグ
ラフィーが導入されつつある。
て、要求される最小加工寸法も急激に微細となってい
る。現在は、３６５ｎｍのｉ線により、０．３５μｍ〜
０．４０μｍのデザインルールを持つ６４Ｍ ＤＲＡＭ
の製造が行われている。ただ、ｉ線による露光はほぼ限
界を迎えつつあり、次世代以降の集積度に対応するため
に、さらに短波長なＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１
９３ｎｍ）などのエキシマレーザを光源としたリソフグ
ラフィーが導入されつつある。
【０００３】しかし、単一波長の光を用いた露光では、
定在波効果やハレーションが発生することが問題とされ
ていた。ここで、ハレーションとは下地表面の凹凸や段
差部で入射光線が乱反射し、露出光強度に場所によるバ
ラツキが発生する現象であり、ポジ型フォトレジストパ
ターンのくびれ等を引き起こす。
定在波効果やハレーションが発生することが問題とされ
ていた。ここで、ハレーションとは下地表面の凹凸や段
差部で入射光線が乱反射し、露出光強度に場所によるバ
ラツキが発生する現象であり、ポジ型フォトレジストパ
ターンのくびれ等を引き起こす。
【０００４】また、定在波効果とは、フォトレジスト内
部及び下地において入射光線が多重干渉し、フォトレジ
ストパターンに寸法誤差を引き起こすことである。定在
波効果の代表的な例はフォトレジスト側壁に形成される
波面状のパターンである。
部及び下地において入射光線が多重干渉し、フォトレジ
ストパターンに寸法誤差を引き起こすことである。定在
波効果の代表的な例はフォトレジスト側壁に形成される
波面状のパターンである。
【０００５】また、定在波効果は、同一波長、同一開口
数のステッパーにより露光を行った場合、配線幅が小さ
くなるほど相対的に影響が大きくなる。（定在波効果に
より引き起こされる寸法誤差は一定であるが、パターン
が許容できる寸法誤差が小さくなるため。） 定在波効果やハレーションは、特に、下地として遠紫外
光に対する反射率の高い金属膜を用いた場合に顕著であ
る。例えば、配線材料であるＡｌの場合、入射光線の約
9割が表面で反射される。
数のステッパーにより露光を行った場合、配線幅が小さ
くなるほど相対的に影響が大きくなる。（定在波効果に
より引き起こされる寸法誤差は一定であるが、パターン
が許容できる寸法誤差が小さくなるため。） 定在波効果やハレーションは、特に、下地として遠紫外
光に対する反射率の高い金属膜を用いた場合に顕著であ
る。例えば、配線材料であるＡｌの場合、入射光線の約
9割が表面で反射される。
【０００６】要求されるパターン寸法が微小化すればす
るほど、入射光線の反射をどのように抑制するかが、半
導体装置の高集積化にとって重要な問題となりつつあ
る。
るほど、入射光線の反射をどのように抑制するかが、半
導体装置の高集積化にとって重要な問題となりつつあ
る。
【０００７】これらの問題を解決する方法として、一般
的に、フォトリソグラフィー工程の前に、基板上に反射
防止膜を設けることが行われている。反射防止膜として
は、有機系、無機系の種々の材料が用いられる。無機系
の反射防止膜材料としては、従来よりＴｉＯＮ（酸化窒
化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）などが多く用いられ
ていた。しかし、チタンはいかなる化合物であっても蒸
気圧が低すぎるために、気体化して除去することが困難
であった（ドライエッチングができない。）。また、Ｔ
ｉはＳｉのバンドギャップ中で順位を持つために、デバ
イス特性に悪影響を与えることも懸念された。
的に、フォトリソグラフィー工程の前に、基板上に反射
防止膜を設けることが行われている。反射防止膜として
は、有機系、無機系の種々の材料が用いられる。無機系
の反射防止膜材料としては、従来よりＴｉＯＮ（酸化窒
化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）などが多く用いられ
ていた。しかし、チタンはいかなる化合物であっても蒸
気圧が低すぎるために、気体化して除去することが困難
であった（ドライエッチングができない。）。また、Ｔ
ｉはＳｉのバンドギャップ中で順位を持つために、デバ
イス特性に悪影響を与えることも懸念された。
【０００８】反射防止膜として最近注目されているの
が、酸化窒化シリコン膜である。その理由は、エキシマ
レーザリソグラフィで用いられる遠紫外光領域で非常に
良好な光学的な性質を有するためである。酸化窒化シリ
コン膜をＡｌ（アルミニウム）、ｐｏｌｙ−Ｓｉ（ポリ
シリコン）、ＷＳｉx（タングステンシリサイド）、等
の反射率の高い下地上に予め成膜し、遠紫外線化学増幅
フォトレジストを用いることで基板からの光の反射を抑
制して微細なゲート加工を行う試みが為されている（例
えば、特開平７−２０１８２５号公報）。
が、酸化窒化シリコン膜である。その理由は、エキシマ
レーザリソグラフィで用いられる遠紫外光領域で非常に
良好な光学的な性質を有するためである。酸化窒化シリ
コン膜をＡｌ（アルミニウム）、ｐｏｌｙ−Ｓｉ（ポリ
シリコン）、ＷＳｉx（タングステンシリサイド）、等
の反射率の高い下地上に予め成膜し、遠紫外線化学増幅
フォトレジストを用いることで基板からの光の反射を抑
制して微細なゲート加工を行う試みが為されている（例
えば、特開平７−２０１８２５号公報）。
【０００９】遠紫外光と化学増幅系フォトレジストを用
いるプロセスにおいて、基板からの反射を効果的に抑制
する材料は提案されておらず、酸化窒化シリコン膜には
大きな期待が寄せられている。
いるプロセスにおいて、基板からの反射を効果的に抑制
する材料は提案されておらず、酸化窒化シリコン膜には
大きな期待が寄せられている。
【００１０】また、酸化窒化シリコン膜はプラズマＣＶ
Ｄ法により、融点の低いＡｌ膜を傷めることのない低温
で成膜を行うことが可能である。
Ｄ法により、融点の低いＡｌ膜を傷めることのない低温
で成膜を行うことが可能である。
【００１１】プラズマＣＶＤ法により成膜された酸化窒
化シリコン膜を反射防止膜として使用する場合に問題で
あったのが、“フォトレジスト／酸化窒化シリコン膜”
の界面でフォトレジストが裾をひいて残留してしまい、
パターニング不良が発生することである。
化シリコン膜を反射防止膜として使用する場合に問題で
あったのが、“フォトレジスト／酸化窒化シリコン膜”
の界面でフォトレジストが裾をひいて残留してしまい、
パターニング不良が発生することである。
【００１２】これは、ＴｉＮ膜、窒化シリコン膜を基板
として用いた場合にもしばしば見られる現象であり、基
板中のＮの孤立電子対によって、化学増幅レジスト中の
Ｈ+イオンが基板中に取込まれ、基板界面付近のレジス
ト内のＨ+イオンが失活するためと考えられており、酸
化窒化シリコン膜においても類似のメカニズムによりレ
ジストの裾引きが発生するものと推測される。
として用いた場合にもしばしば見られる現象であり、基
板中のＮの孤立電子対によって、化学増幅レジスト中の
Ｈ+イオンが基板中に取込まれ、基板界面付近のレジス
ト内のＨ+イオンが失活するためと考えられており、酸
化窒化シリコン膜においても類似のメカニズムによりレ
ジストの裾引きが発生するものと推測される。
【００１３】この問題を解決するために従来は次の方法
を用いていた。
を用いていた。
【００１４】フォトレジストを塗布する前に反射防止
膜表面にＯ2プラズマ照射を行う方法。
膜表面にＯ2プラズマ照射を行う方法。
【００１５】酸化窒化シリコン膜上にＳｉＯ2膜を成
膜する方法。の２方法である。
膜する方法。の２方法である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの２つ
の方法はいずれも、工程の追加を伴うために、スループ
ットを損なう欠点があった。
の方法はいずれも、工程の追加を伴うために、スループ
ットを損なう欠点があった。
【００１７】以下に、図２を用いて、酸化窒化シリコン
膜成膜後（フォトレジスト塗布前）にＯ2プラズマ照射
を行う方法について説明を行う。
膜成膜後（フォトレジスト塗布前）にＯ2プラズマ照射
を行う方法について説明を行う。
【００１８】従来法で初めに行われる２工程（図２−
：ガス安定化工程、図２−：酸化窒化シリコン膜成
膜工程）は酸化窒化シリコン膜成膜にとって欠かせない
工程であり、本発明と共通している（図１−、図１−
参照）。
：ガス安定化工程、図２−：酸化窒化シリコン膜成
膜工程）は酸化窒化シリコン膜成膜にとって欠かせない
工程であり、本発明と共通している（図１−、図１−
参照）。
【００１９】Ｏ2プラズマ照射を酸化窒化シリコン膜の
成後膜、同一装置において行なうときに問題となるのが
パーティクルの発生である。成膜チャンバに残留したＳ
ｉＨ 4とＯ2ガス又はＯ2プラズマが反応して、ＳｉＯ2パ
ーティクルが生じるからである。そこで、ＳｉＨ4を成
膜チャンバから除くためにＮ2ガスパージが追加されね
ばならない（図２−：Ｎ2パージ工程）。しかし、一
旦、Ｎ2パージ工程が追加されれば、必然的に成膜チャ
ンバを再排気するための真空排気工程（図２−）も追
加されてしまう。また、品質にバラツキの少ない反射防
止膜を得るためには安定したＯ2プラズマを表面に照射
しなければならない。すると、Ｏ2プラズマ照射工程の
前に、Ｏ2ガスの流量を安定させる工程を追加しなけれ
ばならない（図２−：ガス安定化工程）。
成後膜、同一装置において行なうときに問題となるのが
パーティクルの発生である。成膜チャンバに残留したＳ
ｉＨ 4とＯ2ガス又はＯ2プラズマが反応して、ＳｉＯ2パ
ーティクルが生じるからである。そこで、ＳｉＨ4を成
膜チャンバから除くためにＮ2ガスパージが追加されね
ばならない（図２−：Ｎ2パージ工程）。しかし、一
旦、Ｎ2パージ工程が追加されれば、必然的に成膜チャ
ンバを再排気するための真空排気工程（図２−）も追
加されてしまう。また、品質にバラツキの少ない反射防
止膜を得るためには安定したＯ2プラズマを表面に照射
しなければならない。すると、Ｏ2プラズマ照射工程の
前に、Ｏ2ガスの流量を安定させる工程を追加しなけれ
ばならない（図２−：ガス安定化工程）。
【００２０】このように、従来法においては、Ｏ2プラ
ズマ照射を行うために、酸化窒化シリコン膜成膜工程に
種々の工程が追加され、反射防止膜が完成するまでに長
時間を要していた。具体的には、１ロット（２５枚）の
基板上に反射防止膜を成膜し、Ｏ2プラズマを照射を終
了するために少なくとも２．５時間が必要であった。
ズマ照射を行うために、酸化窒化シリコン膜成膜工程に
種々の工程が追加され、反射防止膜が完成するまでに長
時間を要していた。具体的には、１ロット（２５枚）の
基板上に反射防止膜を成膜し、Ｏ2プラズマを照射を終
了するために少なくとも２．５時間が必要であった。
【００２１】工程の追加を避けて、スループットを低下
させずに酸化窒化シリコン膜に対してＯ2プラズマ照射
を行なうためには、Ｏ2プラズマ照射を別の装置で行う
必要があり、工程が分岐して複雑になるとともに、余分
なプラズマ発生装置が必要となる。
させずに酸化窒化シリコン膜に対してＯ2プラズマ照射
を行なうためには、Ｏ2プラズマ照射を別の装置で行う
必要があり、工程が分岐して複雑になるとともに、余分
なプラズマ発生装置が必要となる。
【００２２】次に、酸化窒化シリコン膜上にＳｉＯ2膜
を成長する場合であるが、酸化窒化シリコン膜成膜工程
に連続して、同一装置内でＳｉＯ2の成膜を行ったとし
ても、全く異なる膜を成膜することから、事前にＮ2ガ
スパージ工程、真空排気工程、Ｏ2ガス安定化工程等を
追加せねばならず、スループットの低下を招いていた。
を成長する場合であるが、酸化窒化シリコン膜成膜工程
に連続して、同一装置内でＳｉＯ2の成膜を行ったとし
ても、全く異なる膜を成膜することから、事前にＮ2ガ
スパージ工程、真空排気工程、Ｏ2ガス安定化工程等を
追加せねばならず、スループットの低下を招いていた。
【００２３】例えば、膜厚が３００Åの酸化窒化シリコ
ン膜反射防止膜に、膜厚５０ÅのＳｉＯ2膜を積層する
場合、１ロット（２５枚）の基板の処理を終了するのに
要した時間はおよそ３時間であった。
ン膜反射防止膜に、膜厚５０ÅのＳｉＯ2膜を積層する
場合、１ロット（２５枚）の基板の処理を終了するのに
要した時間はおよそ３時間であった。
【００２４】さらに、ＳｉＯ2膜を設ける方法で大きな
問題とされるのが、ＳｉＯ2膜を成膜することにより反
射防止膜全体の（ＳｉＯ2膜／酸化窒化シリコン膜の積
層膜）の膜厚が厚くなることである。これは、フォトリ
ソグラフィー工程終了後、フォトレジストをマスクとし
て被エッチング膜を加工する時に問題となる。反射防止
膜全体が厚くなった場合、これを除去し、基板を加工し
ようとする時に、寸法変換差（エッチングの寸法誤差）
が大きくなる不具合が生じるからである。
問題とされるのが、ＳｉＯ2膜を成膜することにより反
射防止膜全体の（ＳｉＯ2膜／酸化窒化シリコン膜の積
層膜）の膜厚が厚くなることである。これは、フォトリ
ソグラフィー工程終了後、フォトレジストをマスクとし
て被エッチング膜を加工する時に問題となる。反射防止
膜全体が厚くなった場合、これを除去し、基板を加工し
ようとする時に、寸法変換差（エッチングの寸法誤差）
が大きくなる不具合が生じるからである。
【００２５】このように、酸化窒化シリコン膜反射防止
膜の製造方法は以下の２条件を両立することが求められ
ていた。
膜の製造方法は以下の２条件を両立することが求められ
ていた。
【００２６】反射防止膜成膜工程のスループット低下
を抑える。
を抑える。
【００２７】被加工膜の寸法変換差を小さくする。
（反射防止膜の膜厚を薄くする。）本発明は上記の問題
点に鑑み、酸化窒化シリコン膜を成膜した後にＲＦパワ
ーとＮ2Ｏガスの供給を止めること無く、Ｎ2Ｏプラズマ
を酸化窒化シリコン膜表面に照射する反射防止膜の製造
方法を提供することで、反射防止膜成膜工程のスループ
ットを従来法に比べ著しく改善することを目的とする。
（反射防止膜の膜厚を薄くする。）本発明は上記の問題
点に鑑み、酸化窒化シリコン膜を成膜した後にＲＦパワ
ーとＮ2Ｏガスの供給を止めること無く、Ｎ2Ｏプラズマ
を酸化窒化シリコン膜表面に照射する反射防止膜の製造
方法を提供することで、反射防止膜成膜工程のスループ
ットを従来法に比べ著しく改善することを目的とする。
【００２８】また、Ｎ2Ｏプラズマを酸化窒化シリコン
膜表面に照射する本発明の方法により従来法と同等の品
質を有する反射防止膜を提供することを目的とする。
膜表面に照射する本発明の方法により従来法と同等の品
質を有する反射防止膜を提供することを目的とする。
【００２９】また、本発明の反射防止膜が表面に成膜さ
れた半導体基板を提供することを目的とする。
れた半導体基板を提供することを目的とする。
【００３０】また、本発明の反射防止膜をＫｒＦ線を用
いたリソグラフィー工程で用いる半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
いたリソグラフィー工程で用いる半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置製
造工程中のフォトリソグラフィー工程で用いられる反射
防止膜の製造方法であって、原料ガスとして少なくと
も、 Ａ）Ｓｉ含有ガスと Ｂ）Ｎ2Ｏの２種類を含む原料ガスを成膜チャンバに供
給し、該原料ガスの流量を一定にするガス安定化工程
と、ＲＦパワーを印加し、基板上に酸化窒化シリコン膜
をプラズマＣＶＤ法により成膜する酸化窒化シリコン膜
成膜工程と、 １）Ｎ2Ｏガス以外の原料ガスの供給を停止し、かつ ２）ＲＦパワーの供給を継続することでＮ2Ｏプラズマ
を発生するＮ2Ｏプラズマ照射工程との、それぞれの工
程を少なくともこの順序で有する反射防止膜の製造方法
を提供する。
造工程中のフォトリソグラフィー工程で用いられる反射
防止膜の製造方法であって、原料ガスとして少なくと
も、 Ａ）Ｓｉ含有ガスと Ｂ）Ｎ2Ｏの２種類を含む原料ガスを成膜チャンバに供
給し、該原料ガスの流量を一定にするガス安定化工程
と、ＲＦパワーを印加し、基板上に酸化窒化シリコン膜
をプラズマＣＶＤ法により成膜する酸化窒化シリコン膜
成膜工程と、 １）Ｎ2Ｏガス以外の原料ガスの供給を停止し、かつ ２）ＲＦパワーの供給を継続することでＮ2Ｏプラズマ
を発生するＮ2Ｏプラズマ照射工程との、それぞれの工
程を少なくともこの順序で有する反射防止膜の製造方法
を提供する。
【００３２】酸化窒化シリコン膜は、遠紫外光に対して
良好な光学特性を有し、次世代以降の半導体装置の製造
には反射防止膜として欠かせない材料である。本発明
は、プラズマＣＶＤ装置の成膜チャンバ中で、ＲＦパワ
ーを止めること無く、酸化窒化シリコン膜の成膜に連続
して表面にＮ2Ｏプラズマを照射することにより、Ｏ2プ
ラズマ照射及びＳｉＯ2成膜を行ったと同等の効果を持
つ酸化窒化シリコンの反射防止膜を提供することが出来
る。
良好な光学特性を有し、次世代以降の半導体装置の製造
には反射防止膜として欠かせない材料である。本発明
は、プラズマＣＶＤ装置の成膜チャンバ中で、ＲＦパワ
ーを止めること無く、酸化窒化シリコン膜の成膜に連続
して表面にＮ2Ｏプラズマを照射することにより、Ｏ2プ
ラズマ照射及びＳｉＯ2成膜を行ったと同等の効果を持
つ酸化窒化シリコンの反射防止膜を提供することが出来
る。
【００３３】ここで「原料ガス」とは、プラズマＣＶＤ
装置の成膜チャンバに導入される、酸化窒化シリコン膜
形成の原料（気体状）を示す。
装置の成膜チャンバに導入される、酸化窒化シリコン膜
形成の原料（気体状）を示す。
【００３４】ここで、「Ｓｉ含有ガス」とは、酸化窒化
シリコン膜成膜の原料の一つでありＳｉを構成原子とし
て含む原料ガスを表し、例えばシラン、ジシラン、ジク
ロロシラン等が選択可能である。
シリコン膜成膜の原料の一つでありＳｉを構成原子とし
て含む原料ガスを表し、例えばシラン、ジシラン、ジク
ロロシラン等が選択可能である。
【００３５】ここで、成膜チャンバとは、酸化窒化シリ
コン膜を成膜するプラズマＣＶＤ装置が有する成膜室を
示す。
コン膜を成膜するプラズマＣＶＤ装置が有する成膜室を
示す。
【００３６】本発明で用いる酸化窒化シリコン膜成膜の
ための原料ガスとしては、例えば、 ＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスの組み合わせ、ＳｉＨ4ガ
ス、Ｎ2Ｏガス及びＮ2ガスの組み合わせ、ＳｉＨ4ガ
ス、ＮＨ3ガス又はＮ2Ｏガスの組み合わせ等が挙げられ
るが、Ｎ2Ｏガス流量を変えることにより酸化窒化シリ
コン膜の組成を容易に制御できるＳｉＨ4ガス及びＮ2Ｏ
ガスの組み合わせが好適に用いられる。
ための原料ガスとしては、例えば、 ＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスの組み合わせ、ＳｉＨ4ガ
ス、Ｎ2Ｏガス及びＮ2ガスの組み合わせ、ＳｉＨ4ガ
ス、ＮＨ3ガス又はＮ2Ｏガスの組み合わせ等が挙げられ
るが、Ｎ2Ｏガス流量を変えることにより酸化窒化シリ
コン膜の組成を容易に制御できるＳｉＨ4ガス及びＮ2Ｏ
ガスの組み合わせが好適に用いられる。
【００３７】反射防止膜の膜厚は、２００〜９００Åの
膜厚に成膜されることが望ましく、２００Å以上であれ
ば反射防止膜としての効果が確認でき、９００Å以下で
あればフォトリソグラフィー工程終了後、フォトレジス
トをマスクとしてエッチングを行う際の寸法変換差が問
題とならない。さらに望ましくは、２００〜５００Åの
場合である。勿論、膜厚を選択する際に下地材料、フォ
トレジストの厚さ等を考慮することは言うまでもない。
膜厚に成膜されることが望ましく、２００Å以上であれ
ば反射防止膜としての効果が確認でき、９００Å以下で
あればフォトリソグラフィー工程終了後、フォトレジス
トをマスクとしてエッチングを行う際の寸法変換差が問
題とならない。さらに望ましくは、２００〜５００Åの
場合である。勿論、膜厚を選択する際に下地材料、フォ
トレジストの厚さ等を考慮することは言うまでもない。
【００３８】また、本発明では、半導体基板上にプラズ
マＣＶＤ法で成膜された酸化窒化シリコン膜において、
該酸化窒化シリコン膜表面がＮ2Ｏプラズマに曝された
ことを特徴とする反射防止膜を提供する。従来用いられ
ていたＯ2プラズマに変えてＮ2Ｏプラズマを酸化窒化シ
リコン膜上に照射することで、従来法と同様に、フォト
レジストと酸化窒化シリコン膜界面におけるフォトレジ
ストの裾引きのない良好な反射防止膜を得ることが出来
る。これは、Ｎ2Ｏプラズマ中に存在するＯ2プラズマが
酸化窒化シリコン膜表面の酸化を促進するためと思われ
る。
マＣＶＤ法で成膜された酸化窒化シリコン膜において、
該酸化窒化シリコン膜表面がＮ2Ｏプラズマに曝された
ことを特徴とする反射防止膜を提供する。従来用いられ
ていたＯ2プラズマに変えてＮ2Ｏプラズマを酸化窒化シ
リコン膜上に照射することで、従来法と同様に、フォト
レジストと酸化窒化シリコン膜界面におけるフォトレジ
ストの裾引きのない良好な反射防止膜を得ることが出来
る。これは、Ｎ2Ｏプラズマ中に存在するＯ2プラズマが
酸化窒化シリコン膜表面の酸化を促進するためと思われ
る。
【００３９】また、本発明は、上述の反射防止膜を基板
上に形成した被処理基板を提供する。この被処理基板
は、半導体装置の基板であって、上述の反射防止膜を表
面に有することで、基板からの反射光による影響（定在
波及びハレーション）を抑制することが可能となる。
上に形成した被処理基板を提供する。この被処理基板
は、半導体装置の基板であって、上述の反射防止膜を表
面に有することで、基板からの反射光による影響（定在
波及びハレーション）を抑制することが可能となる。
【００４０】ＫｒＦ線を用いた半導体装置の製造工程の
フォトリソグラフィー工程において前記反射防止膜を基
板上に形成した被処理基板は好適に用いられる。酸化窒
化シリコン膜は遠紫外光に対して良好な光学特性を有し
ており、ハレーション、定在波効果を抑えて、フォトレ
ジストの露光を行うことができる。また、酸化窒化シリ
コン膜表面をＮ2Ｏプラズマで処理しているために、フ
ォトレジストと酸化窒化シリコン膜界面でフォトレジス
トが裾をひくことがない良好な特性を得ることが出来
る。
フォトリソグラフィー工程において前記反射防止膜を基
板上に形成した被処理基板は好適に用いられる。酸化窒
化シリコン膜は遠紫外光に対して良好な光学特性を有し
ており、ハレーション、定在波効果を抑えて、フォトレ
ジストの露光を行うことができる。また、酸化窒化シリ
コン膜表面をＮ2Ｏプラズマで処理しているために、フ
ォトレジストと酸化窒化シリコン膜界面でフォトレジス
トが裾をひくことがない良好な特性を得ることが出来
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】本発明において、酸化窒化シリコ
ン膜及び反射防止膜を成膜する際の代表的な成膜条件を
記す。しかし、酸化窒化シリコン膜の成膜条件は以下の
範囲に限定されず、下地の種類、フォトレジストの膜厚
等を考慮して、種々の条件が選択される。
ン膜及び反射防止膜を成膜する際の代表的な成膜条件を
記す。しかし、酸化窒化シリコン膜の成膜条件は以下の
範囲に限定されず、下地の種類、フォトレジストの膜厚
等を考慮して、種々の条件が選択される。
【００４２】 ＝酸化窒化シリコン膜成膜条件＝ 成膜チャンバの温度： ３００〜４００℃ ガス流量 ＳｉＨ4： １００〜３００SCCM Ｎ2Ｏ ： ５００〜１５００SCCM 成膜時間 ： １０〜３０sec 使用装置 ： 一般に市販のプラズマCVD装置 引き続いて行われるＮ2Ｏプラズマ照射工程のプラズマ
照射条件は、酸化窒化シリコン膜成膜工程と同じ条件で
行うことが出来る（つまり、Ｎ2Ｏプラズマ照射用に特
別に調整する必要はない。）。ただし、プラズマ照射時
間は調整することが望ましく、５〜６０秒とすることが
好ましい。照射時間が５秒以上であれば、酸化窒化シリ
コン膜表面が充分に酸化され、フォトレジストと酸化窒
化シリコン膜界面でのフォトレジストの裾引きを抑える
ことが可能である。また、６０秒以内であれば、酸化窒
化シリコン膜表面のプラズマ照射に伴う表面粗れを軽微
にとどめることが出来る。
照射条件は、酸化窒化シリコン膜成膜工程と同じ条件で
行うことが出来る（つまり、Ｎ2Ｏプラズマ照射用に特
別に調整する必要はない。）。ただし、プラズマ照射時
間は調整することが望ましく、５〜６０秒とすることが
好ましい。照射時間が５秒以上であれば、酸化窒化シリ
コン膜表面が充分に酸化され、フォトレジストと酸化窒
化シリコン膜界面でのフォトレジストの裾引きを抑える
ことが可能である。また、６０秒以内であれば、酸化窒
化シリコン膜表面のプラズマ照射に伴う表面粗れを軽微
にとどめることが出来る。
【００４３】
【実施例】＜実施例１＞図１は、本実施例に係わる工程
のタイミングチャートである。
のタイミングチャートである。
【００４４】本実施例においては、基板として、入射光
線の反射率が高いＡｌにより形成されたテストパターン
を有するＳｉ基板を用いた。（最小配線幅は０．２８μ
ｍである。） 該基板をプラズマＣＶＤ装置に導入し、真空引きを行っ
た。原料ガスとしてＳｉＨ4及びＮ2Ｏを成膜チャンバに
導入し一定時間待機して、原料ガスの流量と、成膜チャ
ンバ内圧力を安定させた（図１−：ガス安定化工
程）。続いて、ＲＦパワーを印加し、酸化窒化シリコン
膜を成膜した（図１−：酸化窒化シリコン膜成膜工
程）。酸化窒化シリコン膜成膜工程における成膜パラメ
ータは、ＲＦパワー印加後直ちに安定し以下の値となっ
た。
線の反射率が高いＡｌにより形成されたテストパターン
を有するＳｉ基板を用いた。（最小配線幅は０．２８μ
ｍである。） 該基板をプラズマＣＶＤ装置に導入し、真空引きを行っ
た。原料ガスとしてＳｉＨ4及びＮ2Ｏを成膜チャンバに
導入し一定時間待機して、原料ガスの流量と、成膜チャ
ンバ内圧力を安定させた（図１−：ガス安定化工
程）。続いて、ＲＦパワーを印加し、酸化窒化シリコン
膜を成膜した（図１−：酸化窒化シリコン膜成膜工
程）。酸化窒化シリコン膜成膜工程における成膜パラメ
ータは、ＲＦパワー印加後直ちに安定し以下の値となっ
た。
【００４５】成膜チャンバ温度 ４００℃ 成膜チャンバ圧力 ３００Pa 成膜開始後１０secでＳｉＨ4の供給を止め、酸化窒化シ
リコン膜成膜工程を終了した。成膜時間と膜厚との関係
の事前調査によると、この成膜時間での酸化窒化シリコ
ン膜は３００〜４００Åの膜厚と推測される。
リコン膜成膜工程を終了した。成膜時間と膜厚との関係
の事前調査によると、この成膜時間での酸化窒化シリコ
ン膜は３００〜４００Åの膜厚と推測される。
【００４６】ＳｉＨ4の供給を停止したが、Ｎ2Ｏガスは
成膜チャンバに供給され続け、さらにＲＦパワーも継続
して印加されているので、成膜チャンバ内ではＮ2Ｏプ
ラズマが発生している。この工程で酸化窒化シリコン膜
表面がＮ2Ｏプラズマに曝される（図１−：Ｎ2Ｏプラ
ズマ照射工程）。
成膜チャンバに供給され続け、さらにＲＦパワーも継続
して印加されているので、成膜チャンバ内ではＮ2Ｏプ
ラズマが発生している。この工程で酸化窒化シリコン膜
表面がＮ2Ｏプラズマに曝される（図１−：Ｎ2Ｏプラ
ズマ照射工程）。
【００４７】前述のように、Ｎ2Ｏプラズマ照射工程で
は、改めてプラズマ照射条件を変更する必要はない。
は、改めてプラズマ照射条件を変更する必要はない。
【００４８】その後Ｎ2Ｏガス、ＲＦパワーを止めて反
射防止膜の形成が終了する。Ｎ2Ｏプラズマ照射工程終
了の際に、Ｎ2ＯガスとＲＦパワーを同時に停止するの
が一般的であるが、ＲＦパワーを先に停止し、Ｎ2Ｏガ
スを後から停止してもよい。
射防止膜の形成が終了する。Ｎ2Ｏプラズマ照射工程終
了の際に、Ｎ2ＯガスとＲＦパワーを同時に停止するの
が一般的であるが、ＲＦパワーを先に停止し、Ｎ2Ｏガ
スを後から停止してもよい。
【００４９】以上の方法で成膜された反射防止膜が付い
た基板上にポジ型の化学増幅フォトレジストを塗布し、
テスト用のマスクを用いてＫｒＦ線によるフォトリソグ
ラフィー工程を行った。現像が終了したところで、走査
型電子顕微鏡（以下ＳＥＭという。）によりフォトレジ
ストパターンの評価を行ったが、酸化窒化シリコン膜界
面でのフォトレジストの裾引きは見られず、従来法と同
様の良好なフォトレジストパターンが得られた。 ＜実施例２＞本実施例は、複数基板の連続的な処理を行
い、本発明の最も重要な効果である「スループットの向
上」を確認することが目的である。評価に用いた基板、
酸化窒化シリコン膜成膜条件およびＮ2Ｏプラズマ照射
条件は実施例１と同様である。
た基板上にポジ型の化学増幅フォトレジストを塗布し、
テスト用のマスクを用いてＫｒＦ線によるフォトリソグ
ラフィー工程を行った。現像が終了したところで、走査
型電子顕微鏡（以下ＳＥＭという。）によりフォトレジ
ストパターンの評価を行ったが、酸化窒化シリコン膜界
面でのフォトレジストの裾引きは見られず、従来法と同
様の良好なフォトレジストパターンが得られた。 ＜実施例２＞本実施例は、複数基板の連続的な処理を行
い、本発明の最も重要な効果である「スループットの向
上」を確認することが目的である。評価に用いた基板、
酸化窒化シリコン膜成膜条件およびＮ2Ｏプラズマ照射
条件は実施例１と同様である。
【００５０】２５枚の基板（１ロット）の上に連続して
反射防止膜を成膜するのに要した時間を計測した。ま
た、成膜後全ての基板にフォトリソグラフィー工程を行
い、良好なフォトレジストパターンが得られているかど
うかの評価を行った。
反射防止膜を成膜するのに要した時間を計測した。ま
た、成膜後全ての基板にフォトリソグラフィー工程を行
い、良好なフォトレジストパターンが得られているかど
うかの評価を行った。
【００５１】その結果、２５枚全ての基板に反射防止膜
を成膜するのに要した時間は１．５時間であった。
を成膜するのに要した時間は１．５時間であった。
【００５２】また、フォトリソグラフィー工程後、ＳＥ
Ｍ観察により全ての基板のフォトレジストパターンを評
価したが、裾引き等のパターン不良は発見できなかっ
た。
Ｍ観察により全ての基板のフォトレジストパターンを評
価したが、裾引き等のパターン不良は発見できなかっ
た。
【００５３】従来法のＯ2プラズマ照射では、１ロット
の基板を処理するのに約２．５時間必要であったが、本
発明は同じ工程に要する時間を３／５程度にまで短縮す
ることが出来た。
の基板を処理するのに約２．５時間必要であったが、本
発明は同じ工程に要する時間を３／５程度にまで短縮す
ることが出来た。
【００５４】
【発明の効果】本発明は酸化窒化シリコン膜を成膜した
後にＲＦパワーとＮ2Ｏガスの供給を止めること無く、
Ｎ2Ｏプラズマを酸化窒化シリコン膜表面に照射するこ
とで反射防止膜を形成する反射防止膜形成の方法を提供
した。これにより、従来法と同等の性質を有する反射防
止膜を、スループット良く成膜する事が可能となった。
後にＲＦパワーとＮ2Ｏガスの供給を止めること無く、
Ｎ2Ｏプラズマを酸化窒化シリコン膜表面に照射するこ
とで反射防止膜を形成する反射防止膜形成の方法を提供
した。これにより、従来法と同等の性質を有する反射防
止膜を、スループット良く成膜する事が可能となった。
【図１】本発明による反射防止膜成膜工程のタイミング
チャートである。
チャートである。
【図２】従来法による反射防止膜成膜工程のタイミング
チャートである。
チャートである。
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体装置製造工程中のフォトリソグラ
フィー工程で用いられる反射防止膜の製造方法であっ
て、原料ガスとして少なくとも、 Ａ）Ｓｉ含有ガスと Ｂ）Ｎ2Ｏの２種類を含む原料ガスを成膜チャンバに供
給し、該原料ガスの流量を一定にするガス安定化工程
と、ＲＦパワーを印加し、基板上に酸化窒化シリコン膜
をプラズマＣＶＤ法により成膜する酸化窒化シリコン膜
成膜工程と、 １）Ｎ2Ｏガス以外の原料ガスの供給を停止し、かつ ２）ＲＦパワーの供給を継続することでＮ2Ｏプラズマ
を発生するＮ2Ｏプラズマ照射工程との、それぞれの工
程を少なくともこの順序で有する反射防止膜の製造方
法。 - 【請求項２】 前記反射防止膜の膜厚を２００〜９００
Åの膜厚に成膜することを特徴とする請求項１記載の反
射防止膜の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板上にプラズマＣＶＤ法で成膜
された酸化窒化シリコン膜において、該酸化窒化シリコ
ン膜表面がＮ2Ｏプラズマに曝されたことを特徴とする
反射防止膜。 - 【請求項４】 請求項３に記載された反射防止膜を基板
上に形成した被処理基板。 - 【請求項５】請求項１記載の反射防止膜の成膜が終了し
た後に、ＫｒＦ線を用いたフォトリソグラフィー工程を
行う事を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18394899A JP3328230B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | プラズマｃｖｄによる反射防止膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18394899A JP3328230B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | プラズマｃｖｄによる反射防止膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015506A true JP2001015506A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3328230B2 JP3328230B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16144630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18394899A Expired - Fee Related JP3328230B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | プラズマｃｖｄによる反射防止膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328230B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004358854A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Process Lab Micron:Kk | メタルマスクの製造方法、メタルマスク及びメタルマスク印刷版 |
| JP2006525651A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-11-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | ｌｏｗ−ｋ誘電体の最上部に反射防止特性を持つキャップ層の形成法 |
| JP2007511073A (ja) * | 2003-11-06 | 2007-04-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板上に材料を堆積させる方法。 |
| WO2016038660A1 (ja) * | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| CN112331554A (zh) * | 2019-08-05 | 2021-02-05 | 长鑫存储技术有限公司 | 薄膜沉积方法、半导体器件的制作方法及半导体器件 |
| JP2022022111A (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | ウォンイク アイピーエス シーオーエルティーディー | 薄膜蒸着方法及びこれを用いた半導体素子の製造方法 |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP18394899A patent/JP3328230B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006525651A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-11-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | ｌｏｗ−ｋ誘電体の最上部に反射防止特性を持つキャップ層の形成法 |
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| WO2016038660A1 (ja) * | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| JPWO2016038660A1 (ja) * | 2014-09-08 | 2017-05-25 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| US9905413B2 (en) | 2014-09-08 | 2018-02-27 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Method of manufacturing semiconductor device |
| CN112331554A (zh) * | 2019-08-05 | 2021-02-05 | 长鑫存储技术有限公司 | 薄膜沉积方法、半导体器件的制作方法及半导体器件 |
| CN112331554B (zh) * | 2019-08-05 | 2022-03-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 薄膜沉积方法、半导体器件的制作方法及半导体器件 |
| JP2022022111A (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | ウォンイク アイピーエス シーオーエルティーディー | 薄膜蒸着方法及びこれを用いた半導体素子の製造方法 |
| JP7210647B2 (ja) | 2020-07-22 | 2023-01-23 | ウォンイク アイピーエス シーオーエルティーディー | 薄膜蒸着方法及びこれを用いた半導体素子の製造方法 |
| US11967503B2 (en) | 2020-07-22 | 2024-04-23 | Wonik Ips Co., Ltd. | Method of depositing thin film and method of manufacturing semiconductor device using the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3328230B2 (ja) | 2002-09-24 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |