JP2002189304A - パターン形成方法 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機化合物からなり大きい膜厚を有する反射
防止膜に対してレジストパターンをマスクにしてドライ
エッチングを行なっても、レジストパターンの形状劣化
を低減できるようにする。 【解決手段】 半導体基板10の上に有機化合物からな
る反射防止膜11を形成した後、該反射防止膜に対して
プラズマ処理を行なって、反射防止膜11を脆弱化させ
る。次に、脆弱化した反射防止膜11の上にレジスト膜
13を形成した後、該レジスト膜13に対してパターン
露光及び現像を行なってレジストパターンを形成する。
反射防止膜11に対してレジストパターンをマスクにド
ライエッチングを行なって、反射防止膜をパターン化す
る。
防止膜に対してレジストパターンをマスクにしてドライ
エッチングを行なっても、レジストパターンの形状劣化
を低減できるようにする。 【解決手段】 半導体基板10の上に有機化合物からな
る反射防止膜11を形成した後、該反射防止膜に対して
プラズマ処理を行なって、反射防止膜11を脆弱化させ
る。次に、脆弱化した反射防止膜11の上にレジスト膜
13を形成した後、該レジスト膜13に対してパターン
露光及び現像を行なってレジストパターンを形成する。
反射防止膜11に対してレジストパターンをマスクにド
ライエッチングを行なって、反射防止膜をパターン化す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物からな
る反射防止膜に対してレジストパターンをマスクにエッ
チングを行なって、反射防止膜をパターン化させるパタ
ーン形成方法に関するものである。
る反射防止膜に対してレジストパターンをマスクにエッ
チングを行なって、反射防止膜をパターン化させるパタ
ーン形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置等の製造プロセスにお
いては、半導体素子の微細化に伴って、レジストパター
ンの精度向上のために、基板から反射してくる露光光を
低減することが重要になってきている。このため、被エ
ッチング膜とレジストパターンとの間に反射防止膜を形
成することが行なわれている。
いては、半導体素子の微細化に伴って、レジストパター
ンの精度向上のために、基板から反射してくる露光光を
低減することが重要になってきている。このため、被エ
ッチング膜とレジストパターンとの間に反射防止膜を形
成することが行なわれている。
【0003】反射防止膜としては、有機化合物からなる
ものと無機化合物からなるものとがあるが、有機化合物
からなる反射防止膜はスピン塗布により形成することが
でき、レジスト膜と同じ装置で形成できるので、有機化
合物からなる反射防止膜が用いられることが多い。
ものと無機化合物からなるものとがあるが、有機化合物
からなる反射防止膜はスピン塗布により形成することが
でき、レジスト膜と同じ装置で形成できるので、有機化
合物からなる反射防止膜が用いられることが多い。
【0004】以下、例えば、特開平8−153704号
公報又は特開2000−77386号公報に示されてい
る従来のパターン形成方法について、図3(a)〜
(c)及び図4(a)〜(c)を参照しながら説明す
る。
公報又は特開2000−77386号公報に示されてい
る従来のパターン形成方法について、図3(a)〜
(c)及び図4(a)〜(c)を参照しながら説明す
る。
【0005】まず、図3(a)に示すように、半導体基
板1の上に有機化合物からなる反射防止膜2を形成した
後、図3(b)に示すように、反射防止膜2の上に0.
4μmの厚さを有するレジスト膜3を形成する。
板1の上に有機化合物からなる反射防止膜2を形成した
後、図3(b)に示すように、反射防止膜2の上に0.
4μmの厚さを有するレジスト膜3を形成する。
【0006】次に、図3(c)に示すように、レジスト
膜3に対して、フォトマスク4を介してArFエキシマ
レーザ5を照射してパターン露光を行なった後、図4
(a)に示すように、半導体基板1を例えば105℃の
温度下で90秒間加熱する露光後加熱(PEB)を行な
う。
膜3に対して、フォトマスク4を介してArFエキシマ
レーザ5を照射してパターン露光を行なった後、図4
(a)に示すように、半導体基板1を例えば105℃の
温度下で90秒間加熱する露光後加熱(PEB)を行な
う。
【0007】次に、図4(b)に示すように、PEBが
行なわれたレジスト膜3をアルカリ現像液により現像し
て、0.15μmのライン・アンド・スペースのレジス
トパターン3Aを形成する。
行なわれたレジスト膜3をアルカリ現像液により現像し
て、0.15μmのライン・アンド・スペースのレジス
トパターン3Aを形成する。
【0008】次に、図4(c)に示すように、反射防止
膜2に対してレジストパターン3Aをマスクにドライエ
ッチングを行なって、反射防止膜2からなる反射防止膜
パターン2Aを形成する。
膜2に対してレジストパターン3Aをマスクにドライエ
ッチングを行なって、反射防止膜2からなる反射防止膜
パターン2Aを形成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、露光光の短
波長化に伴って、反射防止膜2の反射防止機能を強化す
る必要が生じ、これに伴って、最近では、反射防止膜2
の厚さとしては0.1μm程度に厚くすることが必要に
なってきた。
波長化に伴って、反射防止膜2の反射防止機能を強化す
る必要が生じ、これに伴って、最近では、反射防止膜2
の厚さとしては0.1μm程度に厚くすることが必要に
なってきた。
【0010】このため、反射防止膜2に対してレジスト
パターン3Aをマスクにドライエッチングを行なって反
射防止膜パターン2Aを形成する工程において、レジス
トパターン3Aが受けるダメージが増大するので、図4
(c)に示すように、反射防止膜2をドライエッチング
によりパターン化した後には、レジストパターン3Aの
形状が劣化していることが多い。
パターン3Aをマスクにドライエッチングを行なって反
射防止膜パターン2Aを形成する工程において、レジス
トパターン3Aが受けるダメージが増大するので、図4
(c)に示すように、反射防止膜2をドライエッチング
によりパターン化した後には、レジストパターン3Aの
形状が劣化していることが多い。
【0011】半導体基板1の上に形成されている被エッ
チング膜に対して、形状が劣化したレジストパターン3
Aをマスクにエッチングを行なうと、被エッチング膜か
らなるパターンの形状も劣化してしまうという問題があ
る。
チング膜に対して、形状が劣化したレジストパターン3
Aをマスクにエッチングを行なうと、被エッチング膜か
らなるパターンの形状も劣化してしまうという問題があ
る。
【0012】前記に鑑み、本発明は、有機化合物からな
り大きい膜厚を有する反射防止膜に対してレジストパタ
ーンをマスクにしてドライエッチングを行なっても、レ
ジストパターンの形状劣化を低減できるようにすること
を目的とする。
り大きい膜厚を有する反射防止膜に対してレジストパタ
ーンをマスクにしてドライエッチングを行なっても、レ
ジストパターンの形状劣化を低減できるようにすること
を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るパターン形成方法は、基板上に有機化
合物からなる反射防止膜を形成する工程と、反射防止膜
に対してプラズマ処理を行なって反射防止膜を脆弱化さ
せる工程と、脆弱化した反射防止膜の上にレジスト膜を
形成する工程と、レジスト膜に対してパターン露光及び
現像を行なって、レジスト膜からなるレジストパターン
を形成する工程と、反射防止膜に対してレジストパター
ンをマスクにエッチングを行なって、反射防止膜をパタ
ーン化する工程とを備えている。
め、本発明に係るパターン形成方法は、基板上に有機化
合物からなる反射防止膜を形成する工程と、反射防止膜
に対してプラズマ処理を行なって反射防止膜を脆弱化さ
せる工程と、脆弱化した反射防止膜の上にレジスト膜を
形成する工程と、レジスト膜に対してパターン露光及び
現像を行なって、レジスト膜からなるレジストパターン
を形成する工程と、反射防止膜に対してレジストパター
ンをマスクにエッチングを行なって、反射防止膜をパタ
ーン化する工程とを備えている。
【0014】本発明に係るパターン形成方法によると、
反射防止膜に対してプラズマ処理を行なって反射防止膜
を脆弱化させておいてからレジスト膜を形成し、その
後、反射防止膜に対してレジストパターンをマスクにド
ライエッチングを行なうため、反射防止膜をパターン化
する工程においては、反射防止膜は脆弱化している。こ
のため、反射防止膜は容易にドライエッチングされるの
で、レジストパターンの形状劣化を低減することがで
き、これによって、被エッチング膜に対して良好な形状
を持つレジストパターンをマスクにエッチングを行なう
ことができる。
反射防止膜に対してプラズマ処理を行なって反射防止膜
を脆弱化させておいてからレジスト膜を形成し、その
後、反射防止膜に対してレジストパターンをマスクにド
ライエッチングを行なうため、反射防止膜をパターン化
する工程においては、反射防止膜は脆弱化している。こ
のため、反射防止膜は容易にドライエッチングされるの
で、レジストパターンの形状劣化を低減することがで
き、これによって、被エッチング膜に対して良好な形状
を持つレジストパターンをマスクにエッチングを行なう
ことができる。
【0015】本発明に係るパターン形成方法において、
プラズマ処理は、酸素又はフッ素を含むプラズマ種を用
いて行なうことが好ましい。
プラズマ処理は、酸素又はフッ素を含むプラズマ種を用
いて行なうことが好ましい。
【0016】このようにすると、反射防止膜を確実に脆
弱化させることができる。
弱化させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
パターン形成方法について、図1(a)〜(d)及び図
2(a)〜(c)を参照しながら説明する。
パターン形成方法について、図1(a)〜(d)及び図
2(a)〜(c)を参照しながら説明する。
【0018】まず、図1(a)に示すように、半導体基
板10の上に有機化合物からなり例えば100nm
(0.1μm)の厚さを有する反射防止膜(例えば、シ
プレイファーイースト社製:AR19)11を形成す
る。
板10の上に有機化合物からなり例えば100nm
(0.1μm)の厚さを有する反射防止膜(例えば、シ
プレイファーイースト社製:AR19)11を形成す
る。
【0019】次に、図1(b)に示すように、反射防止
膜11に対して、酸素又はフッ素を含むガスからなるプ
ラズマ12を照射する。このようにすると、反射防止膜
11は緻密性が低下して脆弱化する。
膜11に対して、酸素又はフッ素を含むガスからなるプ
ラズマ12を照射する。このようにすると、反射防止膜
11は緻密性が低下して脆弱化する。
【0020】プラズマ処理の第1の条件として、1.3
3Paの真空度の保持された真空チャンバー内に、酸素
ガスを標準状態における1分間当たりの体積流量で15
ml導入すると共に、真空チャンバー内に10Wのパワ
ーで高周波電力を印加して、酸素からなるプラズマ種を
有するプラズマ12を約5秒間に亘って反射防止膜11
に照射する。このようにすると、反射防止膜11の膜厚
は約8.5nm低減すると共に、反射防止膜11は確実
に脆弱化する。
3Paの真空度の保持された真空チャンバー内に、酸素
ガスを標準状態における1分間当たりの体積流量で15
ml導入すると共に、真空チャンバー内に10Wのパワ
ーで高周波電力を印加して、酸素からなるプラズマ種を
有するプラズマ12を約5秒間に亘って反射防止膜11
に照射する。このようにすると、反射防止膜11の膜厚
は約8.5nm低減すると共に、反射防止膜11は確実
に脆弱化する。
【0021】プラズマ処理の第2の条件として、1.3
3Paの真空度の保持された真空チャンバー内に、CH
F3 ガスを標準状態における1分間当たりの体積流量で
20ml導入すると共に、真空チャンバー内に50Wの
パワーで高周波電力を印加して、フッ素からなるプラズ
マ種を有するプラズマ12を約15秒間に亘って反射防
止膜11に照射する。このようにすると、反射防止膜1
1の膜厚は約6.5nm低減すると共に、反射防止膜1
1は確実に脆弱化する。
3Paの真空度の保持された真空チャンバー内に、CH
F3 ガスを標準状態における1分間当たりの体積流量で
20ml導入すると共に、真空チャンバー内に50Wの
パワーで高周波電力を印加して、フッ素からなるプラズ
マ種を有するプラズマ12を約15秒間に亘って反射防
止膜11に照射する。このようにすると、反射防止膜1
1の膜厚は約6.5nm低減すると共に、反射防止膜1
1は確実に脆弱化する。
【0022】次に、図1(c)に示すように、プラズマ
処理により脆弱化した反射防止膜11の上に0.4μm
の厚さを有するレジスト膜(例えば、住友化学社製:P
AR−101)膜13を形成する。
処理により脆弱化した反射防止膜11の上に0.4μm
の厚さを有するレジスト膜(例えば、住友化学社製:P
AR−101)膜13を形成する。
【0023】次に、図1(d)に示すように、レジスト
膜13に対して、フォトマスク14を介してArFエキ
シマレーザ15を0.60の開口率(NA)で照射して
パターン露光を行なった後、図2(a)に示すように、
半導体基板10を例えば105℃の温度下で90秒間加
熱する露光後加熱(PEB)を行なう。
膜13に対して、フォトマスク14を介してArFエキ
シマレーザ15を0.60の開口率(NA)で照射して
パターン露光を行なった後、図2(a)に示すように、
半導体基板10を例えば105℃の温度下で90秒間加
熱する露光後加熱(PEB)を行なう。
【0024】次に、図2(b)に示すように、PEBが
行なわれたレジスト膜13をアルカリ現像液により現像
して、0.15μmのライン・アンド・スペースのレジ
ストパターン13Aを形成する。
行なわれたレジスト膜13をアルカリ現像液により現像
して、0.15μmのライン・アンド・スペースのレジ
ストパターン13Aを形成する。
【0025】次に、図2(c)に示すように、脆弱化し
た反射防止膜11に対してレジストパターン13Aをマ
スクにドライエッチングを行なって、反射防止膜11か
らなる反射防止膜パターン11Aを形成する。
た反射防止膜11に対してレジストパターン13Aをマ
スクにドライエッチングを行なって、反射防止膜11か
らなる反射防止膜パターン11Aを形成する。
【0026】このように、プラズマ処理により脆弱化し
た反射防止膜11に対してレジストパターン13Aをマ
スクにドライエッチングを行なうため、反射防止膜11
は、レジストパターン13Aと同様に有機化合物からな
り且つ大きい膜厚を有しているが、容易にドライエッチ
ングされてパターン化される。このため、半導体基板1
0の上に形成されている被エッチング膜に対して良好な
形状を持つレジストパターン13Aをマスクにエッチン
グを行なうことができるので、被エッチング膜からなり
良好なパターン形状を持つパターンを形成することがで
きる。
た反射防止膜11に対してレジストパターン13Aをマ
スクにドライエッチングを行なうため、反射防止膜11
は、レジストパターン13Aと同様に有機化合物からな
り且つ大きい膜厚を有しているが、容易にドライエッチ
ングされてパターン化される。このため、半導体基板1
0の上に形成されている被エッチング膜に対して良好な
形状を持つレジストパターン13Aをマスクにエッチン
グを行なうことができるので、被エッチング膜からなり
良好なパターン形状を持つパターンを形成することがで
きる。
【0027】
【発明の効果】本発明に係るパターン形成方法による
と、プラズマ処理により脆弱化した反射防止膜に対して
レジストパターンをマスクにドライエッチングを行なう
ため、反射防止膜は容易にドライエッチングされるの
で、レジストパターンの形状劣化を低減することがで
き、これによって、被エッチング膜からなり良好な形状
を持つパターンを形成することができる。
と、プラズマ処理により脆弱化した反射防止膜に対して
レジストパターンをマスクにドライエッチングを行なう
ため、反射防止膜は容易にドライエッチングされるの
で、レジストパターンの形状劣化を低減することがで
き、これによって、被エッチング膜からなり良好な形状
を持つパターンを形成することができる。
【図1】(a)〜(d)は、本発明の一実施形態に係る
パターン形成方法の各工程を示す断面図である。
パターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図2】(a)〜(c)は、本発明の一実施形態に係る
パターン形成方法の各工程を示す断面図である。
パターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図3】(a)〜(c)は、従来のパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。
各工程を示す断面図である。
【図4】(a)〜(c)は、従来のパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。
各工程を示す断面図である。
10 半導体基板 11 反射防止膜 11A 反射防止膜パターン 12 プラズマ 13 レジスト膜 13A レジストパターン 14 フォトマスク 15 ArFエキシマレーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H096 AA25 CA01 CA05 DA10 HA23 HA24 5F004 AA16 DA16 DB00 DB23 EA22 FA08 5F046 PA07 PA19
Claims (2)
- 【請求項1】 基板上に有機化合物からなる反射防止膜
を形成する工程と、前記反射防止膜に対してプラズマ処
理を行なって、前記反射防止膜を脆弱化させる工程と、 脆弱化した前記反射防止膜の上にレジスト膜を形成する
工程と、 前記レジスト膜に対してパターン露光及び現像を行なっ
て、前記レジスト膜からなるレジストパターンを形成す
る工程と、 前記反射防止膜に対して前記レジストパターンをマスク
にドライエッチングを行なって、前記反射防止膜をパタ
ーン化する工程とを備えていることを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項2】 前記プラズマ処理は、酸素又はフッ素を
含むプラズマ種を用いて行なうことを特徴とする請求項
1に記載のパターン形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000385463A JP2002189304A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | パターン形成方法 |
US09/924,092 US6429143B1 (en) | 2000-12-19 | 2001-08-08 | Pattern formation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000385463A JP2002189304A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | パターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002189304A true JP2002189304A (ja) | 2002-07-05 |
Family
ID=18852723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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