JP2003179064A - Method of forming wiring pattern - Google Patents

Method of forming wiring pattern

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JP2003179064A
JP2003179064A JP2001375562A JP2001375562A JP2003179064A JP 2003179064 A JP2003179064 A JP 2003179064A JP 2001375562 A JP2001375562 A JP 2001375562A JP 2001375562 A JP2001375562 A JP 2001375562A JP 2003179064 A JP2003179064 A JP 2003179064A
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mask
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pattern
wiring pattern
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JP2001375562A
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Yasushi Morita
靖 森田
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and surely form, with the existing photolithography technology, a wiring pattern in the line width which is thinner than that of a resist pattern formed by the photolithography. <P>SOLUTION: A mask layer 6 consisting of SiOC is provided on a gate electrode layer 3 and a photoresist layer 4 is also provided on this mask layer 6. A resist mask 4a is formed to this photoresist layer 4 with the ordinary photolithography technology and the mask layer 6 is dry-etched using this resist mask 4a. Thereafter, the resist mask 4a is removed and the surface of the remaining mask layer 6 is denatured to the SiOX layer 6a through the ashing in the oxygen plasma. The formed SiOX layer 6a is removed with hydrofluoric acid to form the SiOC mask 6b, the gate electrode layer 3 is etched using this SiOC mask 6b, and thereby a wiring pattern 3a of the gate electrode can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等にお
ける配線パターンの形成方法に関し、特に、配線パター
ンを微細化するのに有効な配線パターンの形成方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring pattern in a semiconductor device or the like, and more particularly to a method for forming a wiring pattern effective for miniaturizing the wiring pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の分野では、例えば近年のV
LSIなど、高集積化及び高性能化が進展してきてお
り、これに伴い配線パターンを更に微細化することが求
められている。ここで、従来のフォトリソグラフィによ
る配線パターンの形成方法について、図2(a)〜
(g)を用いて説明すると、次のとおりである。図2
(a)において、符号1はSi等からなる基板であり、
その上にはSiO 2等からなるゲート酸化膜2、WSi
/PolySi等からなるゲート電極層3(図中では一層と
なっているが実際は二層構成である)、フォトレジスト
層4が設けられている。尚、この説明において、フォト
レジスト層4は所謂ポジ型であるものとする。そして、
フォトレジスト層4側に、配線パターンに対応する溝5
aが空けられたフォトマスク5を配置し、このフォトマ
スク5を介してフォトレジスト層4に露光を行うことに
より、溝5aに対応した配線パターンの焼付けが行われ
る。次に、所定の薬液で露光後のフォトレジスト層4を
処理することにより、図2(b)に示すように、露光さ
れた部分のフォトレジスト層4が除去される(以後、ゲ
ート電極層3の上に残ったフォトレジスト層4をレジス
トマスク4aという)。そして、図2(c)に示すよう
に、プラズマガス中でエッチング(ドライエッチング)
を行うことにより、ゲート電極層3のうちレジストマス
ク4aが被覆されていない部位が除去される。その後、
図2(d)に示すように、例えば酸素を含むプラズマガ
ス中でアッシングを行うことによってレジストマスク4
aが除去され、ゲート電極の配線パターン3aが形成さ
れる。
2. Description of the Related Art In the field of semiconductor devices, for example, V
High integration and high performance such as LSI are progressing
In line with this, it is necessary to further miniaturize the wiring pattern.
It is Here, according to conventional photolithography,
2A to FIG.
The explanation will be given below with reference to (g). Figure 2
In (a), reference numeral 1 is a substrate made of Si or the like,
SiO on it 2Oxide film 2 made of etc., WSi
/ PolySi etc. gate electrode layer 3 (in the figure, one layer
However, it is actually a two-layer structure), photoresist
Layer 4 is provided. In this explanation, the photo
The resist layer 4 is a so-called positive type. And
Grooves 5 corresponding to the wiring pattern are formed on the photoresist layer 4 side.
Place a photomask 5 with a
To expose the photoresist layer 4 through the mask 5.
As a result, the wiring pattern corresponding to the groove 5a is printed.
It Next, the photoresist layer 4 after being exposed with a predetermined chemical solution is formed.
By processing, it is exposed as shown in FIG.
The photoresist layer 4 in the exposed portion is removed (hereinafter,
The photoresist layer 4 remaining on the gate electrode layer 3
Mask 4a). Then, as shown in FIG.
Etching in plasma gas (dry etching)
The resist mass of the gate electrode layer 3 is
The part not covered with the mask 4a is removed. afterwards,
As shown in FIG. 2D, for example, a plasma gas containing oxygen is used.
Resist mask 4 by ashing in the mask
a is removed and the wiring pattern 3a of the gate electrode is formed.
Be done.

【0003】ところで、上述した配線パターンの形成方
法では、形成される配線の線幅が、露光に用いる光の波
長で決まってしまう。例えば、現在広く用いられている
KrFエキシマレーザでは、0.15μm未満の線幅を
形成するのが非常に困難となっている。そのため、更な
る配線の微細化を行う目的で、より短波長の光源を用い
た配線パターンの形成方法が種々検討されている。しか
しながら、非常に微細な配線パターンとなるため、フォ
トリソグラフィの解像度及び合わせ精度を確保するのが
困難なものとなっている。
By the way, in the above-mentioned wiring pattern forming method, the line width of the formed wiring is determined by the wavelength of light used for exposure. For example, it is very difficult to form a line width of less than 0.15 μm with the KrF excimer laser which is widely used at present. Therefore, various methods for forming a wiring pattern using a light source with a shorter wavelength have been studied for the purpose of further miniaturizing the wiring. However, since the wiring pattern is extremely fine, it is difficult to secure the resolution and alignment accuracy of photolithography.

【0004】そこで、このような問題点を解決するた
め、従来のフォトリソグラフィ技術を利用しつつ、配線
パターンを微細化しようとする技術が提案されている。
このような技術としては、例えば、図2(b)に示すレ
ジストマスク4aを形成した後、図2(e)に示すよう
に、酸素を含むプラズマガス中で処理を行うことでレジ
ストマスク4aの線幅を細らせ、その後、プラズマガス
雰囲気中でのエッチング(図2(f)参照)及び酸素ガ
スプラズマ中でのアッシング(図2(g)参照)によっ
てゲート電極の配線パターン3aを形成するものがあ
る。これは、酸素プラズマとレジストとの反応によりレ
ジストマスク4aを等方的にエッチングして、レジスト
マスク4aの線幅をリソグラフィの解像度よりも微細化
するようにしたものである。
Therefore, in order to solve such a problem, there has been proposed a technique for miniaturizing a wiring pattern while utilizing a conventional photolithography technique.
As such a technique, for example, after forming the resist mask 4a shown in FIG. 2B, as shown in FIG. 2E, processing is performed in a plasma gas containing oxygen so that the resist mask 4a is removed. The line width is narrowed, and thereafter, the wiring pattern 3a of the gate electrode is formed by etching in a plasma gas atmosphere (see FIG. 2F) and ashing in oxygen gas plasma (see FIG. 2G). There is something. This is one in which the resist mask 4a is isotropically etched by the reaction between oxygen plasma and the resist so that the line width of the resist mask 4a is made finer than the resolution of lithography.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レジス
ト材料は酸素プラズマとの反応性が高いため、レジスト
マスク4aの減少レートが速く、レジストマスク4aを
所望の線幅に制御するのが困難になってしまうという技
術的課題がみられた。これを解決するための一手法とし
て、例えば、詳細な実験結果に基づいて酸素プラズマ中
の反応時間を設定することが考えられるが、このような
場合においても、酸素プラズマ発生装置が発生するプラ
ズマ密度にばらつきがあるため、ウェハ内の位置によっ
てレジストマスク4aの線幅が変化してしまうという現
象が生じてしまい、上述した技術的課題を解決すること
はできなかった。
However, since the resist material has a high reactivity with oxygen plasma, the rate of decrease of the resist mask 4a is fast, and it is difficult to control the resist mask 4a to a desired line width. There was a technical problem of being lost. As a method for solving this, for example, it is conceivable to set the reaction time in the oxygen plasma based on the detailed experimental results. Even in such a case, the plasma density generated by the oxygen plasma generator is generated. However, there is a phenomenon that the line width of the resist mask 4a changes depending on the position within the wafer, and the above-mentioned technical problem cannot be solved.

【0006】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的は、従来の
フォトリソグラフィの技術を用いながら、容易且つ確実
に、前記フォトリソグラフィによって形成されるレジス
トパターンの線幅よりも細い線幅の配線パターンを形成
することのできる配線パターンの形成方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made to solve the above technical problems, and an object thereof is to easily and surely form by photolithography while using a conventional photolithography technique. Another object of the present invention is to provide a wiring pattern forming method capable of forming a wiring pattern having a line width narrower than that of a resist pattern.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明者が鋭意検討を行ったところ、まず、マスクの線幅を
所望の線幅に制御するためには、マスクとして、レジス
トより反応性が低く反応性が制御可能な材料を用いるこ
とが有効であるという知見を得た。また、このマスクに
は所定のパターンを形成する必要があるが、これについ
ては、従来のフォトリソグラフィ技術を利用することが
有効であるという知見を得た。そこで、本発明の配線パ
ターンの形成方法は、配線層の上にマスク層を形成する
マスク層形成工程と、このマスク層の上にレジストパタ
ーンを形成するレジストパターン形成工程と、マスク層
のうちレジストパターンに被覆されていない部位を選択
的に除去するマスク層エッチング工程と、このレジスト
パターンを除去すると共に残存するマスク層表面を変質
させて変質層を形成するアッシング工程と、この変質層
を除去して配線層の上にマスクパターンを形成するマス
クパターン形成工程と、配線層のうちマスクパターンに
被覆されていない部位を選択的に除去する配線層エッチ
ング工程と、を備えることを特徴としている。
With the above object, the inventors of the present invention have made earnest studies. First, in order to control the line width of the mask to a desired line width, a reaction from a resist is performed as a mask. We have found that it is effective to use a material with low reactivity and controllable reactivity. Moreover, although it is necessary to form a predetermined pattern on this mask, it was found that it is effective to use a conventional photolithography technique for this. Therefore, the method for forming a wiring pattern of the present invention includes a mask layer forming step of forming a mask layer on a wiring layer, a resist pattern forming step of forming a resist pattern on this mask layer, and a resist of the mask layer. A mask layer etching step for selectively removing the portion not covered by the pattern, an ashing step for removing the resist pattern and for altering the remaining mask layer surface to form an altered layer, and an altered layer are removed. A mask pattern forming step of forming a mask pattern on the wiring layer and a wiring layer etching step of selectively removing a portion of the wiring layer not covered by the mask pattern.

【0008】本発明では、レジストパターンと同じパタ
ーンをマスク層に形成し、形成されたパターン表面に変
質層を形成、除去することによって前記レジストパター
ンより微細なマスクパターンを形成し、形成されたマス
クパターンを用いて配線層をエッチングし配線パターン
を形成するようにしているので、レジストパターンより
も微細な配線パターンを形成すること、すなわち、従来
のフォトリソグラフィ技術により形成したレジストパタ
ーンを用いて、レジストパターンよりも微細な配線パタ
ーンを形成することが可能になる。
In the present invention, the same pattern as the resist pattern is formed on the mask layer, and an altered layer is formed and removed on the surface of the formed pattern to form a mask pattern finer than the resist pattern, and the formed mask is formed. Since the wiring layer is etched by using the pattern to form the wiring pattern, it is necessary to form a wiring pattern finer than the resist pattern, that is, the resist pattern formed by the conventional photolithography technique is used. It is possible to form a wiring pattern finer than the pattern.

【0009】本発明において、配線層は、電気伝導用に
用いられる材料であれば適宜選択して差し支えない。ま
た、本発明のマスク層エッチング工程では、エッチング
の進行によって露出するマスク層表面に前記変質層が形
成されるようにすることもできる。このような形成方法
によれば、アッシング工程以前にもある程度の変質層を
形成することが可能となるため、アッシング工程にかか
る時間を短縮することができる。
In the present invention, the wiring layer may be appropriately selected as long as it is a material used for electrical conduction. Further, in the mask layer etching step of the present invention, the altered layer may be formed on the surface of the mask layer exposed by the progress of etching. According to such a forming method, it is possible to form the deteriorated layer to some extent before the ashing step, so that the time required for the ashing step can be shortened.

【0010】また、本発明のマスク層は、種々のものか
ら適宜選定して差し支えないが、炭素を含む酸化珪素、
特にSiOCで構成することが好ましい。このようなマ
スク層を用いた場合には、公知の半導体プロセスを利用
してマスク層を形成できる上、後述するアッシング工程
やマスクパターン形成工程においても、公知の半導体プ
ロセスを利用することができる。
The mask layer of the present invention may be appropriately selected from various ones, but silicon oxide containing carbon,
In particular, it is preferably composed of SiOC. When such a mask layer is used, a known semiconductor process can be used to form the mask layer, and also a known semiconductor process can be used in an ashing step and a mask pattern forming step described later.

【0011】更に、上記マスク層として炭素を含む酸化
珪素を用いる態様においては、前記アッシング工程とし
て、酸素ガスを用いたプラズマ処理工程を採用すること
が好ましい。この形成方法によれば、酸素プラズマによ
ってレジストは灰化する一方、炭素を含む酸化珪素から
は炭素が離脱してSiOx(0<X≦2)からなる変質
層が形成される、という二つのプロセスを容易に実行さ
せることができる。ここで、SiOxは二酸化珪素(S
iO2)あるいはSiO2から酸素が抜けたSiOで構成
されるものである。
Further, in the embodiment in which silicon oxide containing carbon is used as the mask layer, it is preferable to adopt a plasma treatment step using oxygen gas as the ashing step. According to this formation method, while the resist is ashed by the oxygen plasma, the carbon is desorbed from the silicon oxide containing carbon to form an altered layer made of SiO x (0 <X ≦ 2). The process can be carried out easily. Here, SiO x is silicon dioxide (S
iO 2 ) or SiO 2 from which oxygen is removed.

【0012】更にまた、上記態様では、前記マスクパタ
ーン形成工程として、フッ酸(HF)を用いたウェット
エッチング工程を採用することが好ましい。この形成方
法によれば、変質層(SiOx層)を容易に除去するこ
とが可能である。また、変質層以外のマスク層(炭素を
含む酸化珪素からなる)は殆ど除去されない。
Furthermore, in the above aspect, it is preferable to adopt a wet etching process using hydrofluoric acid (HF) as the mask pattern forming process. According to this forming method, the altered layer (SiO x layer) can be easily removed. Further, the mask layers (made of silicon oxide containing carbon) other than the altered layer are hardly removed.

【0013】また、本発明の配線パターンの形成方法
は、導電層の上に炭素を含む酸化珪素からなる被覆層を
形成する第一の工程と、酸素ラジカルによって被覆層を
選択的に変質させてSiOx層を形成する第二の工程
と、形成されたSiOx層を除去することで導電層の上
に配線パターンを形成する第三の工程と、導電層のうち
配線パターンに被覆されていない部位を選択的に除去す
る第四の工程と、を備えることを特徴としている。本発
明では、炭素を含む酸化珪素からなる被覆層に、酸素ラ
ジカルを用いて選択的にSiOx層を形成した後、形成
されたSiOx層を除去することで、導電層に配線パタ
ーンを形成することができる。
The wiring pattern forming method of the present invention comprises a first step of forming a coating layer made of silicon oxide containing carbon on a conductive layer, and selectively modifying the coating layer by oxygen radicals. a second step of forming a SiO x layer, a third step of forming a wiring pattern on the conductive layer by removing the SiO x layer formed, not covered by the wiring pattern of the conductive layer And a fourth step of selectively removing the site. In the present invention, a wiring pattern is formed on a conductive layer by selectively forming a SiO x layer on a coating layer made of silicon oxide containing carbon by using oxygen radicals and then removing the formed SiO x layer. can do.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図1(a)〜
(f)は、本実施の形態における配線パターンの形成方
法を説明するための模式図である。尚、図1において、
図2と同じ構成部材については同じ符号を付し、その詳
細な説明を省略する。図1(a)において、符号6はゲ
ート電極層3の上であってフォトレジスト層4の下に設
けられるマスク層である。このマスク層6はゲート電極
層3の上にCVD、スパッタあるいは塗布等によって形
成されるSiOC膜であり、その厚さは100nm以上
に設定される。また、ゲート電極層3の厚さは200〜
500nm程度に設定される。また、フォトレジスト層
4は、マスク層6の上にスピンコート法によって塗布さ
れるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. 1 (a)-
(F) is a schematic diagram for explaining a method for forming a wiring pattern in the present embodiment. In addition, in FIG.
The same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 1A, reference numeral 6 is a mask layer provided on the gate electrode layer 3 and below the photoresist layer 4. The mask layer 6 is a SiOC film formed on the gate electrode layer 3 by CVD, sputtering, coating or the like, and its thickness is set to 100 nm or more. The thickness of the gate electrode layer 3 is 200 to
It is set to about 500 nm. The photoresist layer 4 is applied on the mask layer 6 by spin coating.

【0015】次に配線パターンの具体的な形成方法につ
いて説明する。最初に、通常のフォトリソグラフィ技術
によってレジストパターンの形成が行われる。すなわ
ち、フォトレジスト層4側に溝5aが空けられたフォト
マスク5を配置し、このフォトマスク5を介してフォト
レジスト層4に露光を行うことにより、溝5aに対応し
たパターンの焼き付けが行われる。本実施の形態では、
露光用光源としてKrFエキシマレーザ(波長248n
m)を用いているため、フォトリソグラフィの解像度は
0.15μmである。尚、ここで形成されるパターン
は、最終的に形成される実際の配線パターンよりも線幅
が少しだけ太く設定されるものであり、配線パターンそ
のものではない。
Next, a specific method of forming the wiring pattern will be described. First, a resist pattern is formed by a normal photolithography technique. That is, by arranging a photomask 5 having a groove 5a on the side of the photoresist layer 4 and exposing the photoresist layer 4 through the photomask 5, a pattern corresponding to the groove 5a is printed. . In this embodiment,
A KrF excimer laser (wavelength 248n is used as an exposure light source.
m) is used, the resolution of photolithography is 0.15 μm. The pattern formed here has a line width set slightly thicker than the actual wiring pattern to be finally formed, and is not the wiring pattern itself.

【0016】次に、所定の薬液で露光後のフォトレジス
ト層4を処理することにより、図1(b)に示すよう
に、露光された部分のフォトレジスト層4が除去される
(以後、マスク層6の上に残ったフォトレジスト層4を
レジストマスク4aという)。そして、図1(c)に示
すように、形成されたレジストマスク4aを用いてマス
ク層6をドライエッチングする。エッチング条件は以下
の通りである。 <エッチング条件> 装置:マグネトロン方式のRIE(反応性イオンエッチ
ング)装置 ガス:C48/N2/O2/Ar=10/15/5/50
0sccm RFパワー:1700W 圧力:7.3Pa 下部電極温度:20℃ 磁束密度:0.012T このドライエッチングによって、マスク層6のうちレジ
ストマスク4aに被覆されていない部位が除去され、マ
スク層6にはレジストマスク4aと同じパターンが形成
される。また、エッチングガスとして用いた酸素の影響
により、マスク層6の露出部表面(エッチングによって
露出した両側面部)から深さ約5nm(0.005μ
m)までの領域に、SiOCからCが抜け、一部Oと置
換されたSiOX層6a(変質層)が形成される(図1
(c)の拡大図参照)。
Next, the exposed photoresist layer 4 is treated with a predetermined chemical solution to remove the exposed photoresist layer 4 as shown in FIG. 1B (hereinafter referred to as a mask). The photoresist layer 4 remaining on the layer 6 is called resist mask 4a). Then, as shown in FIG. 1C, the mask layer 6 is dry-etched using the formed resist mask 4a. The etching conditions are as follows. <Etching conditions> Apparatus: magnetron type RIE (reactive ion etching) apparatus gas: C 4 F 8 / N 2 / O 2 / Ar = 10/15/5/50
0 sccm RF power: 1700 W Pressure: 7.3 Pa Lower electrode temperature: 20 ° C. Magnetic flux density: 0.012T By this dry etching, the part of the mask layer 6 which is not covered with the resist mask 4a is removed, and The same pattern as the resist mask 4a is formed. Further, due to the effect of oxygen used as an etching gas, the depth from the exposed surface of the mask layer 6 (both side surfaces exposed by etching) is about 5 nm (0.005 μm).
In the region up to m), SiOC is removed from C and a SiO X layer 6a (altered layer) partially replaced with O is formed (FIG. 1).
(See the enlarged view of (c)).

【0017】次に、アッシングを行ってレジストマスク
4aを除去する。アッシング条件は以下の通りである。 <アッシング条件> 装置:マイクロ波アッシング装置 ガス:O2=400sccm ソースパワー:0W バイアスパワー:500W 圧力:8.0Pa(60mTorr) 温度:25℃ すると、図1(d)に示すような状態となる。上述した
通り、アッシングによってレジストマスク4aは除去さ
れるが、その一方で、プラズマガスとして用いた酸素の
影響により、上記SiOX層6aが更に20nm(0.
02μm)程度深い部位まで形成される。従って、残存
するマスク層6の両側面には、夫々厚さ25nm(0.
025μm)のSiOX層6aが形成されることとな
る。尚、本実施の形態において、アッシングは、レジス
トマスク4aが完全に取り除かれた後も続行されるた
め、レジストマスク4aと密着していたマスク層6の上
部側にもSiOX層6aが形成される(図1(d)の拡
大図参照)。
Next, ashing is performed to remove the resist mask 4a. The ashing conditions are as follows. <Ashing conditions> Device: Microwave ashing device Gas: O 2 = 400 sccm Source power: 0 W Bias power: 500 W Pressure: 8.0 Pa (60 mTorr) Temperature: 25 ° C. Then, the state shown in FIG. . As described above, the resist mask 4a is removed by ashing, while the SiO x layer 6a is further 20 nm (0.
It is formed to a deep portion of about 02 μm). Therefore, the remaining mask layer 6 has a thickness of 25 nm (0.
The SiO x layer 6a having a thickness of 025 μm) is formed. In the present embodiment, the ashing is continued even after the resist mask 4a is completely removed, so that the SiO X layer 6a is formed also on the upper side of the mask layer 6 that is in close contact with the resist mask 4a. (See the enlarged view of FIG. 1D).

【0018】アッシング終了後、フッ酸を含む薬液によ
りウェットエッチング(洗浄)を行う。このとき、図1
(e)に示すように、残存するマスク層6のうちSiOX
層6aはフッ酸に溶解するために除去されるが、Siの
内部にあるSiOC自体はフッ酸によるエッチングレー
トが無視できる程度に遅いため、SiOC自体はほとん
どエッチングされることなく残存する(以後、ゲート電
極層3の上に残ったマスク層6をSiOCマスク6bと
いう)。このSiOCマスク6bの線幅は、元の線幅
(0.15μm)から両側夫々0.025μmずつ削り
取られた分だけ減少し、0.10μmとなる。
After the ashing is completed, wet etching (cleaning) is performed with a chemical solution containing hydrofluoric acid. At this time,
As shown in (e), of the remaining mask layer 6, SiO x
The layer 6a is removed because it dissolves in hydrofluoric acid, but since SiOC itself inside Si is so slow that the etching rate by hydrofluoric acid is negligible, the SiOC itself remains almost unetched (hereinafter, The mask layer 6 remaining on the gate electrode layer 3 is referred to as a SiOC mask 6b). The line width of the SiOC mask 6b is reduced from the original line width (0.15 μm) by 0.025 μm on each side to be 0.10 μm.

【0019】そして、図1(f)に示すように、形成さ
れたSiOCマスク6bを用い、例えばCl(塩素)ガ
スを含む雰囲気中においてゲート電極層3をドライエッ
チングする。このドライエッチングによって、ゲート電
極層3のうちSiOCマスク6bに被覆されていない部
位が除去され、ゲート電極層3にはSiOCマスク6b
と同じパターンが形成される。上述したように、SiO
Cマスク6bの線幅は0.10μmであるため、ゲート
電極層3に形成されるゲート電極の配線パターン3aの
線幅も0.10μmとなる。
Then, as shown in FIG. 1F, the gate electrode layer 3 is dry-etched using the formed SiOC mask 6b in an atmosphere containing Cl (chlorine) gas, for example. By this dry etching, the portion of the gate electrode layer 3 not covered by the SiOC mask 6b is removed, and the SiOC mask 6b is formed on the gate electrode layer 3.
And the same pattern is formed. As mentioned above, SiO
Since the line width of the C mask 6b is 0.10 μm, the line width of the wiring pattern 3a of the gate electrode formed on the gate electrode layer 3 is also 0.10 μm.

【0020】従って、本実施の形態では、通常のフォト
リソグラフィで形成したレジストパターンを用いて、こ
のレジストパターンよりも線幅の細い配線パターンを形
成することができる。また、SiOX層6aの形成は、
SiOCからなるマスク層6のエッチング条件あるいは
フォトレジスト層4のアッシング条件によって、nmオ
ーダーで制御可能であるため、ゲート電極の配線パター
ン3aの線幅制御が容易にできる。更に、SiOCと酸
素との反応は、フォトレジストと酸素との反応よりも緩
やかに起こるため、様々なコンディションの変化に伴う
ゲート電極の配線パターン3aの線幅のばらつきを非常
に小さく抑えることができる。
Therefore, in this embodiment, a resist pattern formed by ordinary photolithography can be used to form a wiring pattern having a line width smaller than that of the resist pattern. The formation of the SiO x layer 6a is
The line width of the wiring pattern 3a of the gate electrode can be easily controlled because it can be controlled on the nm order by the etching condition of the mask layer 6 made of SiOC or the ashing condition of the photoresist layer 4. Furthermore, since the reaction between SiOC and oxygen occurs more slowly than the reaction between the photoresist and oxygen, the variation in the line width of the wiring pattern 3a of the gate electrode due to various changes in condition can be suppressed to a very small level. .

【0021】尚、本実施の形態では、ゲート電極層3と
してWSi/PolySi膜を用いていたが、特に限定され
るものではなく、例えば、Al、AlSi、Cu、Wな
どの配線材料を用いてもよい。また、その用途はゲート
電極層3に限られるものではなく、適宜選択して差し支
えない。更に、本実施の形態では,ゲート電極の配線パ
ターン3aの上にSiOCマスク6bを残したままとし
ているが、これは除去しても差し支えない。このような
SiOCマスク6bを除去する手法としては、例えばウ
ェットエッチングやCMP(Chemical Mechanical Poli
shing)等が挙げられる。これ以外にも、本発明の主旨
を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨
選択したり、他の構成に適宜変更することが可能であ
る。
In this embodiment, the WSi / PolySi film is used as the gate electrode layer 3, but it is not particularly limited, and wiring materials such as Al, AlSi, Cu and W are used. Good. Further, its use is not limited to the gate electrode layer 3 and may be appropriately selected. Further, in the present embodiment, the SiOC mask 6b is left on the wiring pattern 3a of the gate electrode, but this may be removed. As a method of removing such a SiOC mask 6b, for example, wet etching or CMP (Chemical Mechanical Poli) is used.
shing) and the like. Other than this, the configurations described in the above embodiments can be selected or changed to other configurations without departing from the gist of the present invention.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のフォトリソグラフィの技術を用いながら、容易且
つ確実に、前記フォトリソグラフィによって形成される
レジストパターンの線幅よりも細い線幅の配線パターン
を形成することができる。
As described above, according to the present invention,
By using the conventional photolithography technique, it is possible to easily and reliably form a wiring pattern having a line width smaller than that of the resist pattern formed by the photolithography.

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

【図1】 (a)〜(f)は実施の一形態における配線
パターンの形成方法を工程順に示す断面図である。
1A to 1F are cross-sectional views showing a method of forming a wiring pattern according to an embodiment in the order of steps.

【図2】 (a)〜(g)は従来の配線パターンの形成
方法を工程順に示す断面図である。
2A to 2G are cross-sectional views showing a conventional method for forming a wiring pattern in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…ゲート酸化膜、3…ゲート電極層、3a
…配線パターン、4…フォトレジスト層、4a…レジス
トマスク、5…フォトマスク、5a…溝、6…マスク
層、6a…SiOX層、6b…SiOCマスク
1 ... Substrate, 2 ... Gate oxide film, 3 ... Gate electrode layer, 3a
... Wiring pattern, 4 ... Photoresist layer, 4a ... Resist mask, 5 ... Photomask, 5a ... Groove, 6 ... Mask layer, 6a ... SiO X layer, 6b ... SiOC mask

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB03 BB04 BB18 CC05 DD64 DD65 DD71 EE03 EE05 EE14 EE16 FF14 GG09 HH14 5F004 AA09 DA23 DA25 DA26 DB00 DB02 DB17 DB26 EA04 EB02 5F033 HH04 HH08 HH09 HH11 HH19 HH28 MM07 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ19 QQ28 QQ48 QQ89 RR01 RR04 XX03 Continued front page    F-term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB03 BB04                       BB18 CC05 DD64 DD65 DD71                       EE03 EE05 EE14 EE16 FF14                       GG09 HH14                 5F004 AA09 DA23 DA25 DA26 DB00                       DB02 DB17 DB26 EA04 EB02                 5F033 HH04 HH08 HH09 HH11 HH19                       HH28 MM07 QQ08 QQ09 QQ10                       QQ11 QQ19 QQ28 QQ48 QQ89                       RR01 RR04 XX03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線層の上にマスク層を形成するマスク
層形成工程と、 前記マスク層の上にレジストパターンを形成するレジス
トパターン形成工程と、 前記マスク層のうちレジストパターンに被覆されていな
い部位を選択的に除去するマスク層エッチング工程と、 前記レジストパターンを除去すると共に残存する前記マ
スク層表面を変質させて変質層を形成するアッシング工
程と、 前記変質層を除去して前記配線層の上にマスクパターン
を形成するマスクパターン形成工程と、 前記配線層のうち前記マスクパターンに被覆されていな
い部位を選択的に除去する配線層エッチング工程と、を
備えることを特徴とする配線パターンの形成方法。
1. A mask layer forming step of forming a mask layer on a wiring layer, a resist pattern forming step of forming a resist pattern on the mask layer, and a resist pattern of the mask layer not covered with the resist pattern. A mask layer etching step of selectively removing a portion, an ashing step of removing the resist pattern and changing the remaining mask layer surface to form an altered layer, and removing the altered layer to form the wiring layer. Forming a wiring pattern, comprising: a mask pattern forming step for forming a mask pattern on the wiring layer; and a wiring layer etching step for selectively removing a portion of the wiring layer that is not covered by the mask pattern. Method.
【請求項2】 前記マスク層エッチング工程では、露出
するマスク層表面に前記変質層が形成されることを特徴
とする請求項1に記載の配線パターンの形成方法。
2. The method of forming a wiring pattern according to claim 1, wherein in the mask layer etching step, the altered layer is formed on an exposed surface of the mask layer.
【請求項3】 前記マスク層は、炭素を含む酸化珪素で
構成されることを特徴とする請求項1に記載の配線パタ
ーンの形成方法。
3. The method for forming a wiring pattern according to claim 1, wherein the mask layer is made of silicon oxide containing carbon.
【請求項4】 前記アッシング工程は、酸素ガスを用い
たプラズマ処理工程であることを特徴とする請求項3に
記載の配線パターンの形成方法。
4. The method for forming a wiring pattern according to claim 3, wherein the ashing step is a plasma processing step using oxygen gas.
【請求項5】 前記マスクパターン形成工程は、フッ酸
を用いたウェットエッチング工程であることを特徴とす
る請求項4に記載の配線パターンの形成方法。
5. The method of forming a wiring pattern according to claim 4, wherein the mask pattern forming step is a wet etching step using hydrofluoric acid.
【請求項6】 導電層の上に炭素を含む酸化珪素からな
る被覆層を形成する第一の工程と、 酸素ラジカルによって前記被覆層を選択的に変質させて
SiOx層を形成する第二の工程と、 形成されたSiOx層を除去することで前記導電層の上
に配線パターンを形成する第三の工程と、 前記導電層のうち前記配線パターンに被覆されていない
部位を選択的に除去する第四の工程と、を備えることを
特徴とする配線パターンの形成方法。
6. A first step of forming a coating layer made of silicon oxide containing carbon on a conductive layer, and a second step of forming a SiO x layer by selectively modifying the coating layer with oxygen radicals. A step of forming a wiring pattern on the conductive layer by removing the formed SiO x layer, and selectively removing a portion of the conductive layer not covered by the wiring pattern And a fourth step of performing a wiring pattern forming method.
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