JP2003297813A - ＡｒＦレーザ光を用いるパターン形成方法 - Google Patents
ＡｒＦレーザ光を用いるパターン形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感光膜に形成されるパターンの変形や形状不
良を抑制できるArFレーザ光を用いるパターン形成方法
を提供すること。 【解決手段】 基板10上に形成された被エッチング層14
上に有機質材料からなる反射防止層15を形成するステッ
プと、反射防止層15上にArFレーザ光用の感光膜を形成
するステップと、ArFレーザ光を用いて感光膜を露光す
るステップと、感光膜を現像することにより感光膜パタ
ーン16を形成するステップと、感光膜パターン16をマス
クとして、O2プラズマを利用して反射防止層15を選択的
にエッチンし、被エッチング層14の表面を露出させると
ともに、感光膜パターン16の表面に、エッチングにより
発生したポリマーを付着させることによりポリマー層17
を形成するステップと、ポリマー層17が形成された感光
膜パターン16をマスクとして、被エッチング層14を選択
的にエッチングするステップとを含む。
良を抑制できるArFレーザ光を用いるパターン形成方法
を提供すること。 【解決手段】 基板10上に形成された被エッチング層14
上に有機質材料からなる反射防止層15を形成するステッ
プと、反射防止層15上にArFレーザ光用の感光膜を形成
するステップと、ArFレーザ光を用いて感光膜を露光す
るステップと、感光膜を現像することにより感光膜パタ
ーン16を形成するステップと、感光膜パターン16をマス
クとして、O2プラズマを利用して反射防止層15を選択的
にエッチンし、被エッチング層14の表面を露出させると
ともに、感光膜パターン16の表面に、エッチングにより
発生したポリマーを付着させることによりポリマー層17
を形成するステップと、ポリマー層17が形成された感光
膜パターン16をマスクとして、被エッチング層14を選択
的にエッチングするステップとを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
におけるパターン形成方法に関し、特に、フッ化アルゴ
ン(以下、ArFと記す)レーザ光を用いるパターン形成方
法に関する。
におけるパターン形成方法に関し、特に、フッ化アルゴ
ン(以下、ArFと記す)レーザ光を用いるパターン形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子は微細加工技術の向上ととも
に発展してきており、微細加工技術の中でもフォトリソ
グラフィ技術の向上が重要な影響を及ぼしている。すな
わち、この技術における解像度の向上が、半導体素子に
おける高集積化の重要な鍵を握っている。
に発展してきており、微細加工技術の中でもフォトリソ
グラフィ技術の向上が重要な影響を及ぼしている。すな
わち、この技術における解像度の向上が、半導体素子に
おける高集積化の重要な鍵を握っている。
【０００３】一般に、フォトリソグラフィ工程は、周知
のように、被エッチング層（半導体基板やその上に形成
された膜）上に感光膜パターンを形成するステップと、
感光膜パターンをマスクとして被エッチング層をエッチ
ングするステップとを含んでいる。このフォトリソグラ
フィ工程を用いて、被エッチング層に対するエッチング
を行うことにより、所定の形態のパターン、例えば、コ
ンタクトホールなどを形成する(例えば、特許文献1参
照)。
のように、被エッチング層（半導体基板やその上に形成
された膜）上に感光膜パターンを形成するステップと、
感光膜パターンをマスクとして被エッチング層をエッチ
ングするステップとを含んでいる。このフォトリソグラ
フィ工程を用いて、被エッチング層に対するエッチング
を行うことにより、所定の形態のパターン、例えば、コ
ンタクトホールなどを形成する(例えば、特許文献1参
照)。
【０００４】上記のフォトリソグラフィ工程のうち、感
光膜パターンを形成するステップには、被エッチング層
上に感光膜を形成するステップ、マスクを利用して、形
成された感光膜を露光するステップ、所定の現像液を利
用して、露光後の感光膜を現像（エッチング）するステ
ップなどが含まれる。
光膜パターンを形成するステップには、被エッチング層
上に感光膜を形成するステップ、マスクを利用して、形
成された感光膜を露光するステップ、所定の現像液を利
用して、露光後の感光膜を現像（エッチング）するステ
ップなどが含まれる。
【０００５】一方、フォトリソグラフィ法によって、被
エッチング層に形成できるパターンの臨界寸法(Critica
l Dimension：以下、CDと記す)は、感光膜を露光する際
に、どのような波長の光源を用いるかによって左右され
る。これは、感光膜の露光と現像によって形成される感
光膜パターンの幅に応じて、被エッチング層に形成され
るパターンのCDが決まるためである。
エッチング層に形成できるパターンの臨界寸法(Critica
l Dimension：以下、CDと記す)は、感光膜を露光する際
に、どのような波長の光源を用いるかによって左右され
る。これは、感光膜の露光と現像によって形成される感
光膜パターンの幅に応じて、被エッチング層に形成され
るパターンのCDが決まるためである。
【０００６】「ステップ アンド リピート」露光方式
が採用された初期のステッパにおいては、光源には436n
m(g線)〜365nm(i線)の波長が使用された。しかし、現在
は、ステッパやスキャナタイプの露光装置には、波長24
8nm(KrFエキシマレーザ)の遠紫外線(DUV：Deep Ultra-v
iolet)が主として使用されている。
が採用された初期のステッパにおいては、光源には436n
m(g線)〜365nm(i線)の波長が使用された。しかし、現在
は、ステッパやスキャナタイプの露光装置には、波長24
8nm(KrFエキシマレーザ)の遠紫外線(DUV：Deep Ultra-v
iolet)が主として使用されている。
【０００７】248nmの遠紫外線(DUV)を用いるフォトリソ
グラフィ技術は、初期には時間を要するという問題、下
地材料への影響の問題など、多くの問題点があったた
め、線幅があまり狭くない0.18μmデザインルールに基
づく製品に使用されてきた。
グラフィ技術は、初期には時間を要するという問題、下
地材料への影響の問題など、多くの問題点があったた
め、線幅があまり狭くない0.18μmデザインルールに基
づく製品に使用されてきた。
【０００８】さらに幅の狭い0.15μm以下のデザインル
ールに基づく製品を開発するためには、波長193nmの遠
紫外線(ArFエキシマレーザ)を使用する新しいフォトリ
ソグラフィ技術の開発が必要となった。しかし、このよ
うな遠紫外線フォトリソグラフィ技術における解像度を
高めるために、様々の技術を組み合わせたとしても、0.
1μm以下のデザインルールに対応可能な感光膜パターン
を形成することは不可能であった。そのため、新しい光
源を使用するフォトリソグラフィ技術の開発が活発に進
められている。
ールに基づく製品を開発するためには、波長193nmの遠
紫外線(ArFエキシマレーザ)を使用する新しいフォトリ
ソグラフィ技術の開発が必要となった。しかし、このよ
うな遠紫外線フォトリソグラフィ技術における解像度を
高めるために、様々の技術を組み合わせたとしても、0.
1μm以下のデザインルールに対応可能な感光膜パターン
を形成することは不可能であった。そのため、新しい光
源を使用するフォトリソグラフィ技術の開発が活発に進
められている。
【０００９】現在は、ArFレーザ(λ=193nm)を光源とす
る装置が、0.07μm ~ 0.11μm以下のデザインルールに
基づくパターンの形成を目標として開発されている。遠
紫外線フォトリソグラフィ技術は、i線を光源とする場
合に比べて、解像度及び焦点深度(DOF)などの性能面に
おいて優れているが、操作上制御が容易ではないという
問題点がある。
る装置が、0.07μm ~ 0.11μm以下のデザインルールに
基づくパターンの形成を目標として開発されている。遠
紫外線フォトリソグラフィ技術は、i線を光源とする場
合に比べて、解像度及び焦点深度(DOF)などの性能面に
おいて優れているが、操作上制御が容易ではないという
問題点がある。
【００１０】上記の問題点が生じる原因は、波長が短い
ことに起因する光学的な原因と、化学増幅型レジストを
使用することに起因する化学的な原因とに区分できる。
波長が短くなると、定在波の影響によるCD変動現象と、
基板などの下地の相に起因する反射光による過度の感光
現象がより著しくなる。
ことに起因する光学的な原因と、化学増幅型レジストを
使用することに起因する化学的な原因とに区分できる。
波長が短くなると、定在波の影響によるCD変動現象と、
基板などの下地の相に起因する反射光による過度の感光
現象がより著しくなる。
【００１１】CD変動とは、入射光と反射光の干渉の度合
が、レジスト層（感光膜）のわずかな厚さの差、または
下地のフィルム層（被エッチング層）の厚さの差によっ
て変わることにより、結果的に線幅がほぼ周期的に変化
する現象をいう。
が、レジスト層（感光膜）のわずかな厚さの差、または
下地のフィルム層（被エッチング層）の厚さの差によっ
て変わることにより、結果的に線幅がほぼ周期的に変化
する現象をいう。
【００１２】遠紫外線を用いる露光方法の場合には、レ
ジストの感度を高くしなければならないので、化学増幅
型レジストを用いざるを得ない。しかし、その反応メカ
ニズムと関連するPED(Post Exposure Delay)の安定性、
下地依存性などの問題点がある。
ジストの感度を高くしなければならないので、化学増幅
型レジストを用いざるを得ない。しかし、その反応メカ
ニズムと関連するPED(Post Exposure Delay)の安定性、
下地依存性などの問題点がある。
【００１３】ArFレーザ光を用いる露光技術の重要な課
題の一つは、ArFレーザ光用フォトレジストの開発であ
る。ArFレーザ用フォトレジストは、KrFレーザ光用フォ
トレジストと同様に、化学増幅型である。しかし、KrF
レーザ光用フォトレジストとは異なり、ベンゼン環を有
するフォトレジストを使用できないため、フォトレジス
ト材料を根本的に改良する必要があるが、フォトレジス
ト材料の開発には解決困難な課題がある。
題の一つは、ArFレーザ光用フォトレジストの開発であ
る。ArFレーザ用フォトレジストは、KrFレーザ光用フォ
トレジストと同様に、化学増幅型である。しかし、KrF
レーザ光用フォトレジストとは異なり、ベンゼン環を有
するフォトレジストを使用できないため、フォトレジス
ト材料を根本的に改良する必要があるが、フォトレジス
ト材料の開発には解決困難な課題がある。
【００１４】従来、ベンゼン環を有するフォトレジスト
は、耐ドライエッチング性を確保するため、i線やKrFレ
ーザ光用のフォトレジストとして用いられてきた。しか
し、ベンゼン環を有するフォトレジストは、ArFレーザ
光の波長である193nmにおける光の吸収性が大きい。そ
のため、レジストの光学的な透明性が低く、レジスト層
の下層部まで光が届きにくいので、レジストの下層部を
感光させることができないという問題がある。
は、耐ドライエッチング性を確保するため、i線やKrFレ
ーザ光用のフォトレジストとして用いられてきた。しか
し、ベンゼン環を有するフォトレジストは、ArFレーザ
光の波長である193nmにおける光の吸収性が大きい。そ
のため、レジストの光学的な透明性が低く、レジスト層
の下層部まで光が届きにくいので、レジストの下層部を
感光させることができないという問題がある。
【００１５】例えば、実用化されているCOMA(CycloOlef
in-Maleic Anhydride：シクロオレフィン無水マレイン
酸)、またはアクリレート系統のポリマー型、またはこ
れらの混合型のレジストは、前記のベンゼン環を有する
ものである。
in-Maleic Anhydride：シクロオレフィン無水マレイン
酸)、またはアクリレート系統のポリマー型、またはこ
れらの混合型のレジストは、前記のベンゼン環を有する
ものである。
【００１６】図1Aおよび図1Bは、ArFレーザ光を用い
て、フォトリソグラフィ法により、ランディングプラグ
コンタクト(Landing Plug Contact：以下、LPCと記す)
を形成し、電子顕微鏡により観察した結果を示すパター
ンの拡大写真である。LPCの形成を行った場合、縞模様
(Striation)のパターンに変形や形状不良が発生した
り、SACエッチングの際にフォトレジストがクラスター
状になったり、塑性変形を起こしたりする。また、フォ
トレジストが耐エッチング性に劣るため、SACエッチン
グ中に一方に片寄る現象が発生することがある。
て、フォトリソグラフィ法により、ランディングプラグ
コンタクト(Landing Plug Contact：以下、LPCと記す)
を形成し、電子顕微鏡により観察した結果を示すパター
ンの拡大写真である。LPCの形成を行った場合、縞模様
(Striation)のパターンに変形や形状不良が発生した
り、SACエッチングの際にフォトレジストがクラスター
状になったり、塑性変形を起こしたりする。また、フォ
トレジストが耐エッチング性に劣るため、SACエッチン
グ中に一方に片寄る現象が発生することがある。
【００１７】このように、従来のフォトレジストは、耐
エッチング性や、フッ素系気体に対する物性的特性に劣
るので、ArFレーザ光用のレジストとしては、これらの
特性を向上させることが重要な課題となっている。
エッチング性や、フッ素系気体に対する物性的特性に劣
るので、ArFレーザ光用のレジストとしては、これらの
特性を向上させることが重要な課題となっている。
【００１８】上記の問題点を解決するために、ベンゼン
環がなく、耐ドライエッチング性を有し、接着性に優
れ、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド(TMAH)によって現像することができる材料の研究
開発が進められている。その研究成果が、現在までに、
多くの企業や研究機関から発表されている。
環がなく、耐ドライエッチング性を有し、接着性に優
れ、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド(TMAH)によって現像することができる材料の研究
開発が進められている。その研究成果が、現在までに、
多くの企業や研究機関から発表されている。
【００１９】
【特許文献1】特開2002-75975号公報（3-4頁、第2図）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の技術の問題点を解決するためになされたもので
あって、感光膜パターンの変形や形状不良を抑制するこ
とができるArFレーザ光を用いるパターン形成方法を提
供することを目的としている。
な従来の技術の問題点を解決するためになされたもので
あって、感光膜パターンの変形や形状不良を抑制するこ
とができるArFレーザ光を用いるパターン形成方法を提
供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るパターン形成方法は、基板上に形成さ
れた被エッチング層上に有機質材料からなる反射防止層
を形成するステップと、前記反射防止層上にArFレーザ
光用の感光膜を形成するステップと、ArFレーザ光を用
いて前記感光膜を露光するステップと、前記感光膜を現
像することにより感光膜パターンを形成するステップ
と、前記感光膜パターンをマスクとして、O2プラズマを
利用して前記反射防止層を選択的にエッチングし、前記
被エッチング層の表面を露出させるとともに、前記感光
膜パターンの表面に、前記エッチングの際に発生するポ
リマーを付着させることによりポリマー層を形成するス
テップと、前記ポリマー層が形成された感光膜パターン
をマスクとして、前記被エッチング層を選択的にエッチ
ングするステップとを含むことを特徴としている。
め、本発明に係るパターン形成方法は、基板上に形成さ
れた被エッチング層上に有機質材料からなる反射防止層
を形成するステップと、前記反射防止層上にArFレーザ
光用の感光膜を形成するステップと、ArFレーザ光を用
いて前記感光膜を露光するステップと、前記感光膜を現
像することにより感光膜パターンを形成するステップ
と、前記感光膜パターンをマスクとして、O2プラズマを
利用して前記反射防止層を選択的にエッチングし、前記
被エッチング層の表面を露出させるとともに、前記感光
膜パターンの表面に、前記エッチングの際に発生するポ
リマーを付着させることによりポリマー層を形成するス
テップと、前記ポリマー層が形成された感光膜パターン
をマスクとして、前記被エッチング層を選択的にエッチ
ングするステップとを含むことを特徴としている。
【００２２】上記のパターン形成方法において、前記Ar
Fレーザ光用の感光膜は、COMA(Cyclo Olefin-Maleic An
hydride：シクロオレフィン無水マレイン酸)またはアク
リレートを含んで構成されていることが好ましい。
Fレーザ光用の感光膜は、COMA(Cyclo Olefin-Maleic An
hydride：シクロオレフィン無水マレイン酸)またはアク
リレートを含んで構成されていることが好ましい。
【００２３】また、上記のパターン形成方法において、
感光膜上の反射防止層をエッチングするステップでは、
エッチング用のガスの種類、エッチングを行う雰囲気の
圧力、エッチング用ガスをプラズマ化するための電力な
どの条件を適切に選択、調節することが好ましい。
感光膜上の反射防止層をエッチングするステップでは、
エッチング用のガスの種類、エッチングを行う雰囲気の
圧力、エッチング用ガスをプラズマ化するための電力な
どの条件を適切に選択、調節することが好ましい。
【００２４】上記の本発明に係るパターン形成方法によ
れば、形成されるパターンの変形や形状不良を抑制する
ことができる。
れば、形成されるパターンの変形や形状不良を抑制する
ことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好ましい実施
の形態を、添付する図面を参照し詳細に説明する。
の形態を、添付する図面を参照し詳細に説明する。
【００２６】図2A〜図2Dは、ArFレーザ光用の感光膜
（フォトレジスト）を用いて、ArFレーザ光により露光
し、基板にパターンを形成する各過程における素子を示
す要部拡大断面図である。
（フォトレジスト）を用いて、ArFレーザ光により露光
し、基板にパターンを形成する各過程における素子を示
す要部拡大断面図である。
【００２７】図2Aは、基板にゲート電極、層間絶縁膜、
反射防止層および感光膜パターンを形成した段階におけ
る素子を示す要部拡大断面図である。図2Aに示したよう
に、半導体素子を形成するための種々の要素が形成され
た基板10上に、ゲート電極11を形成する。ゲート電極11
の代わりに、導電膜パターンの例として、ビットライ
ン、多層金属配線などを形成してもよい。なお、基板10
とゲート電極11との間（接触界面）にゲート酸化膜(図
示せず)を形成してもよい。
反射防止層および感光膜パターンを形成した段階におけ
る素子を示す要部拡大断面図である。図2Aに示したよう
に、半導体素子を形成するための種々の要素が形成され
た基板10上に、ゲート電極11を形成する。ゲート電極11
の代わりに、導電膜パターンの例として、ビットライ
ン、多層金属配線などを形成してもよい。なお、基板10
とゲート電極11との間（接触界面）にゲート酸化膜(図
示せず)を形成してもよい。
【００２８】ゲート電極11は、ポリシリコン層とシリサ
イド層の積層構造またはポリシリコン層とタングステン
層の積層構造とし、ゲート電極11上に窒化膜などのハー
ドマスク12を形成する。ハードマスク12は、後のステッ
プであるエッチング処理等によりゲート電極11がエッチ
ングされ、損傷を受けるのを防止するための膜である。
イド層の積層構造またはポリシリコン層とタングステン
層の積層構造とし、ゲート電極11上に窒化膜などのハー
ドマスク12を形成する。ハードマスク12は、後のステッ
プであるエッチング処理等によりゲート電極11がエッチ
ングされ、損傷を受けるのを防止するための膜である。
【００２９】次いで、ゲート電極11を含む基板全面に窒
化膜などのスペーサ用絶縁膜を蒸着した後、全面をエッ
チングすることにより、ゲート電極11の側壁にスペーサ
13を形成する。
化膜などのスペーサ用絶縁膜を蒸着した後、全面をエッ
チングすることにより、ゲート電極11の側壁にスペーサ
13を形成する。
【００３０】次に、表面全体に被エッチング層14として
層間絶縁膜を形成する。被エッチング層14は、APL(Adva
nced Planarization Layer)酸化膜、BPSG(Boro Phospho
Silicate Glass)膜、SOG(Spin On Glass)膜またはHDP
(High Density Plasma)酸化膜等により形成される。
層間絶縁膜を形成する。被エッチング層14は、APL(Adva
nced Planarization Layer)酸化膜、BPSG(Boro Phospho
Silicate Glass)膜、SOG(Spin On Glass)膜またはHDP
(High Density Plasma)酸化膜等により形成される。
【００３１】次いで、被エッチング層14上に有機質材料
の反射防止層15を所定の厚さに形成した後、反射防止層
15上にArFレーザ光用の感光膜を形成し、さらにArFレー
ザ光を利用したフォトリソグラフィ法により、感光膜に
感光膜パターン16を形成する。
の反射防止層15を所定の厚さに形成した後、反射防止層
15上にArFレーザ光用の感光膜を形成し、さらにArFレー
ザ光を利用したフォトリソグラフィ法により、感光膜に
感光膜パターン16を形成する。
【００３２】感光膜パターンの形成方法をさらに具体的
に説明すると、まず、反射防止層15上にCOMA、またはア
クリレートなどのArFレーザ光用の感光膜を所定の厚さ
に形成する。その後、ArFレーザ光(図示せず)と所定の
レティクル(図示せず)を利用して、感光膜の所定部分を
選択的に露光する。さらに、現像処理を施した後、洗浄
などの処理により現像の際に生じた残渣などを取り除
く。これらの処理により感光膜パターン16を形成する。
に説明すると、まず、反射防止層15上にCOMA、またはア
クリレートなどのArFレーザ光用の感光膜を所定の厚さ
に形成する。その後、ArFレーザ光(図示せず)と所定の
レティクル(図示せず)を利用して、感光膜の所定部分を
選択的に露光する。さらに、現像処理を施した後、洗浄
などの処理により現像の際に生じた残渣などを取り除
く。これらの処理により感光膜パターン16を形成する。
【００３３】図2Bは、反射防止層15を選択的にエッチン
グし、さらに感光膜パターン16上にポリマー層17を形成
した段階における素子を示す要部拡大断面図である。図
2Bに示したように、まず、基板10の温度を適当な温度に
調節し、感光膜パターン16をエッチング用のマスクとし
て利用し、反射防止層15を選択的にエッチングする。こ
の処理により、被エッチング層14の表面を露出させる。
グし、さらに感光膜パターン16上にポリマー層17を形成
した段階における素子を示す要部拡大断面図である。図
2Bに示したように、まず、基板10の温度を適当な温度に
調節し、感光膜パターン16をエッチング用のマスクとし
て利用し、反射防止層15を選択的にエッチングする。こ
の処理により、被エッチング層14の表面を露出させる。
【００３４】なお、上記の処理方法は、AMAT社製の装置
を利用した場合である。エッチング装置には、ICP(indu
ced coupled plasma)、ECR(electro-cyclotron resonan
ce)、RIE(reactive ion etching)などの方式を採用した
様々な装置があり、いずれも利用可能であるので、各装
置に応じてエッチングの手順が相違することも起こり得
る。
を利用した場合である。エッチング装置には、ICP(indu
ced coupled plasma)、ECR(electro-cyclotron resonan
ce)、RIE(reactive ion etching)などの方式を採用した
様々な装置があり、いずれも利用可能であるので、各装
置に応じてエッチングの手順が相違することも起こり得
る。
【００３５】感光膜パターン16の表面のポリマー層17
は、エッチングの際に発生したポリマー（パーティク
ル）が、感光膜パターン16の表面に付着しやすい処理条
件を選択して形成する。例えば、O2/N2ガスを主エッチ
ング用ガスとし、電力200〜500W、圧力10〜100mTorr(1.
33〜13.3Pa)の条件下でプラズマを発生させる処理を行
う。
は、エッチングの際に発生したポリマー（パーティク
ル）が、感光膜パターン16の表面に付着しやすい処理条
件を選択して形成する。例えば、O2/N2ガスを主エッチ
ング用ガスとし、電力200〜500W、圧力10〜100mTorr(1.
33〜13.3Pa)の条件下でプラズマを発生させる処理を行
う。
【００３６】この場合、O2は10〜50SCCM、N2は100〜200
0SCCM程度の流量とする。このような条件で生成したポ
リマー層17は、炭素とフッ素と水素で構成されたもので
あって、後のステップにおける被エッチング層14のエッ
チングの際に、感光膜パターン16を保護する働きをす
る。このポリマー層17によって、製造再現性が高まると
ともに、ポリマー層17で被覆されていない部分の大きさ
に対応する狭いコンタクトホール領域が形成できること
になる。
0SCCM程度の流量とする。このような条件で生成したポ
リマー層17は、炭素とフッ素と水素で構成されたもので
あって、後のステップにおける被エッチング層14のエッ
チングの際に、感光膜パターン16を保護する働きをす
る。このポリマー層17によって、製造再現性が高まると
ともに、ポリマー層17で被覆されていない部分の大きさ
に対応する狭いコンタクトホール領域が形成できること
になる。
【００３７】一方、CF4/CO/Ar/O2ガスを主エッチング用
ガスとして用いる場合、電力100〜500W、圧力10〜100mT
orr(1.33〜13.3Pa)の条件下で処理を行う。この場合、O
2は10〜50SCCM、CF4は50〜150SCCM、Arは100〜500SCC
M、COは10〜50SCCM程度の流量とすることが好ましい。
ガスとして用いる場合、電力100〜500W、圧力10〜100mT
orr(1.33〜13.3Pa)の条件下で処理を行う。この場合、O
2は10〜50SCCM、CF4は50〜150SCCM、Arは100〜500SCC
M、COは10〜50SCCM程度の流量とすることが好ましい。
【００３８】また、ポリマー層17が適当な厚さになるよ
うに、エッチング時間と温度を調節する。この場合、基
板10の温度は、-10〜10℃に保持する。
うに、エッチング時間と温度を調節する。この場合、基
板10の温度は、-10〜10℃に保持する。
【００３９】図2Cは、被エッチング層14の選択的なエッ
チングを行った段階における素子を示す要部拡大断面図
である。図2Cに示したように、ポリマー層17を含む感光
膜パターン16をマスクとして、被エッチング層14を選択
的にエッチングする。
チングを行った段階における素子を示す要部拡大断面図
である。図2Cに示したように、ポリマー層17を含む感光
膜パターン16をマスクとして、被エッチング層14を選択
的にエッチングする。
【００４０】被エッチング層14のエッチングの際には、
基板10を適切な温度に保持し、C4F6を主エッチング用ガ
スとして、電力800〜1700W、圧力10〜100mTorr(1.33〜1
3.3Pa)の条件下で処理する。上記の主エッチング用ガス
C4F6に、O2、Ar、XeまたはHeのエッチング用ガスを添加
し、正確なエッチングプロファイルと処理の安定性を確
保するようにすることが好ましい。その場合、主エッチ
ング用ガスとO2の割合を1:1〜3:1とすることが好まし
い。
基板10を適切な温度に保持し、C4F6を主エッチング用ガ
スとして、電力800〜1700W、圧力10〜100mTorr(1.33〜1
3.3Pa)の条件下で処理する。上記の主エッチング用ガス
C4F6に、O2、Ar、XeまたはHeのエッチング用ガスを添加
し、正確なエッチングプロファイルと処理の安定性を確
保するようにすることが好ましい。その場合、主エッチ
ング用ガスとO2の割合を1:1〜3:1とすることが好まし
い。
【００４１】また、主エッチング用ガスに対してCH2F2
を添加することができる。この場合、各々のガスの流量
は、O2は5〜50SCCM、Arは100〜1000SCCM、CH2F2は1〜10
SCCM程度とすることが好ましい。
を添加することができる。この場合、各々のガスの流量
は、O2は5〜50SCCM、Arは100〜1000SCCM、CH2F2は1〜10
SCCM程度とすることが好ましい。
【００４２】C4F6/CH2F2/Ar、C5F8/CH2F2/Arを主エッチ
ング用ガスとして用いる場合には、ポリマーの生成量に
影響するCH2F2の量を減少させるか、または供給しない
ことによって、下部のCDを大きくすることができる。そ
のためには、被エッチング層14を、2-ステップまたは3-
ステップでエッチングするようにする。
ング用ガスとして用いる場合には、ポリマーの生成量に
影響するCH2F2の量を減少させるか、または供給しない
ことによって、下部のCDを大きくすることができる。そ
のためには、被エッチング層14を、2-ステップまたは3-
ステップでエッチングするようにする。
【００４３】ここで、エッチングターゲットは、被エッ
チング層14の厚さを考慮して選定する。本実施の形態で
は、エッチングターゲットを被エッチング層14の厚さの
20〜50%程度として、被エッチング層14を選択的にエッ
チングすることにより、ゲート電極11間の基板10の表面
が露出したコンタクトホール18を、精度よく形成するこ
とができる。
チング層14の厚さを考慮して選定する。本実施の形態で
は、エッチングターゲットを被エッチング層14の厚さの
20〜50%程度として、被エッチング層14を選択的にエッ
チングすることにより、ゲート電極11間の基板10の表面
が露出したコンタクトホール18を、精度よく形成するこ
とができる。
【００４４】図2Dは、反射防止層15、感光膜パターン16
及びポリマー層17を取り除き、エッチング処理が完了し
た段階における素子を示す要部拡大断面図である。図2D
に示したように、洗浄を行うことにより、エッチング処
理の際に発生した不要な生成物を除去するとともに、反
射防止層15、感光膜パターン16及びポリマー層17の除去
を行う。このような処理により、素子に対するパターン
形成工程が完了する。
及びポリマー層17を取り除き、エッチング処理が完了し
た段階における素子を示す要部拡大断面図である。図2D
に示したように、洗浄を行うことにより、エッチング処
理の際に発生した不要な生成物を除去するとともに、反
射防止層15、感光膜パターン16及びポリマー層17の除去
を行う。このような処理により、素子に対するパターン
形成工程が完了する。
【００４５】図3は、上記の実施の形態に係る方法に基
づいてパターンを形成し、電子顕微鏡による観察を行っ
た結果を示すパターンの拡大写真である。図3から明ら
かなように、パターンには、変形や形状不良がほとんど
認められず、正確な形状のパターンが形成されている。
づいてパターンを形成し、電子顕微鏡による観察を行っ
た結果を示すパターンの拡大写真である。図3から明ら
かなように、パターンには、変形や形状不良がほとんど
認められず、正確な形状のパターンが形成されている。
【００４６】上記のように、本実施の形態に係るパター
ン形成方法の場合には、感光膜パターンの形成後に行わ
れるエッチング処理の際に、パターンに変形や形状不良
が生じることを防止するための別の装置または処理（工
程）を必要としない。すなわち、そのような装置、処理
を用いることなく、適切なエッチング用ガス及び処理条
件を選択、調節して反射防止層をエッチングすることに
よって、感光膜パターンの表面にポリマー層を形成し、
被エッチング層のエッチング処理の際の感光膜パターン
の変形や形状不良を抑制し、微細なパターンを精度よく
形成できるようにしている。
ン形成方法の場合には、感光膜パターンの形成後に行わ
れるエッチング処理の際に、パターンに変形や形状不良
が生じることを防止するための別の装置または処理（工
程）を必要としない。すなわち、そのような装置、処理
を用いることなく、適切なエッチング用ガス及び処理条
件を選択、調節して反射防止層をエッチングすることに
よって、感光膜パターンの表面にポリマー層を形成し、
被エッチング層のエッチング処理の際の感光膜パターン
の変形や形状不良を抑制し、微細なパターンを精度よく
形成できるようにしている。
【００４７】なお、この発明は上記の実施の形態に限定
されるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲
内で多様に変更、改良を行うことが可能であり、それら
も本発明の技術的範囲に属する。
されるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲
内で多様に変更、改良を行うことが可能であり、それら
も本発明の技術的範囲に属する。
【００４８】上記の実施の形態の説明では、コンタクト
ホールの形成方法を対象として一つの例を示した。本発
明に係るパターン形成方法は、この他、ゲート電極パタ
ーンの形成等、被エッチング層が導電膜である場合にも
適用が可能であり、また、パターンの形状がI形、ホー
ル(孔)形、孤立した形等多様な形状に対しても適用可能
である。
ホールの形成方法を対象として一つの例を示した。本発
明に係るパターン形成方法は、この他、ゲート電極パタ
ーンの形成等、被エッチング層が導電膜である場合にも
適用が可能であり、また、パターンの形状がI形、ホー
ル(孔)形、孤立した形等多様な形状に対しても適用可能
である。
【００４９】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るパターン形
成方法によれば、ArFレーザ光を用いるフォトリソグラ
フィ法におけるフォトレジストパターンの変形や形状不
良の発生を抑制するができる。そのため、本発明に係る
パターン形成方法は、0.15μｍ以下のデザインルールに
基づく半導体素子の製造を可能とすることに加えて、製
造再現性に優れるので、半導体素子の製造歩留まりを著
しく向上させることができるという優れた効果を有して
いる。
成方法によれば、ArFレーザ光を用いるフォトリソグラ
フィ法におけるフォトレジストパターンの変形や形状不
良の発生を抑制するができる。そのため、本発明に係る
パターン形成方法は、0.15μｍ以下のデザインルールに
基づく半導体素子の製造を可能とすることに加えて、製
造再現性に優れるので、半導体素子の製造歩留まりを著
しく向上させることができるという優れた効果を有して
いる。
【図1A】ArFレーザ光を用いて、フォトリソグラフィ法
により、ランディングプラグコンタクトを形成し、電子
顕微鏡により観察した結果を示すパターンの拡大写真で
ある。
により、ランディングプラグコンタクトを形成し、電子
顕微鏡により観察した結果を示すパターンの拡大写真で
ある。
【図1B】ArFレーザ光を用いて、フォトリソグラフィ法
により、ランディングプラグコンタクト形成し、電子顕
微鏡により観察した結果を示すパターンの拡大写真であ
る。
により、ランディングプラグコンタクト形成し、電子顕
微鏡により観察した結果を示すパターンの拡大写真であ
る。
【図2A】基板にゲート電極、層間絶縁膜、反射防止層お
よび感光膜パターンを形成した段階における素子を示す
要部拡大断面図である。
よび感光膜パターンを形成した段階における素子を示す
要部拡大断面図である。
【図2B】反射防止層を選択的にエッチングし、さらに感
光膜パターン上にポリマー層を形成した段階における素
子を示す要部拡大断面図である。
光膜パターン上にポリマー層を形成した段階における素
子を示す要部拡大断面図である。
【図2C】被エッチング層の選択的なエッチングを行った
段階における素子を示す要部拡大断面図である。
段階における素子を示す要部拡大断面図である。
【図2D】反射防止層、感光膜パターン及びポリマー層を
取り除き、エッチング処理が完了した段階における素子
を示す要部拡大断面図である。
取り除き、エッチング処理が完了した段階における素子
を示す要部拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る方法に基づいてパタ
ーンを形成し、電子顕微鏡による観察を行った結果を示
すパターンの拡大写真である。
ーンを形成し、電子顕微鏡による観察を行った結果を示
すパターンの拡大写真である。
10 基板
11 ゲート電極
12 ハードマスク
13 スペーサ
14 被エッチング層
15 反射防止層
16 感光膜パターン
17 ポリマー層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 徐 源 駿
大韓民国京畿道利川市夫鉢邑牙美里山136
−１
Ｆターム(参考） 2H025 AA03 AB16 AD01 AD03 DA34
FA39 FA41
2H096 AA25 EA04 EA23 GA08 HA07
HA23 HA24 LA30
5F004 BA04 BA14 BA20 BB25 BD03
CA02 DA00 DA01 DA15 DA16
DA23 DA25 DA26 DB23 EA04
EA22
5F046 CA04 PA07
Claims (14)
- 【請求項1】 基板上に形成された被エッチング層上に
有機質材料からなる反射防止層を形成するステップと、 前記反射防止層上にArFレーザ光用の感光膜を形成する
ステップと、 ArFレーザ光を用いて前記感光膜を露光するステップ
と、 前記感光膜を現像することにより感光膜パターンを形成
するステップと、 前記感光膜パターンをマスクとして、O2プラズマを利用
して前記反射防止層を選択的にエッチングし、前記被エ
ッチング層の表面を露出させるとともに、前記感光膜パ
ターンの表面に、前記エッチングにより発生したポリマ
ーを付着させることによりポリマー層を形成するステッ
プと、 前記ポリマー層が形成された感光膜パターンをマスクと
して、前記被エッチング層を選択的にエッチングするス
テップとを含むことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項2】 O2/N2、CF4/Ar/CO/O2、CF4/Ar/O2、CF4/A
r、CH2F2/Ar/O2またはCHF3/CF4/Ar/O2ガスを用いて、前
記反射防止層をエッチングすることを特徴とする請求項
１に記載のパターン形成方法。 - 【請求項3】 前記ArFレーザ光用の感光膜が、COMA(Cyc
loOlefin-Maleic Anhydride)、またはアクリレートを含
むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方
法。 - 【請求項4】 前記反射防止層のエッチング用ガスがO2/
N2ガスであり、電力200〜500W、圧力10〜100mTorr(1.33
〜13.3Pa)、O2ガス流量5〜50SCCM、N2ガス流量100〜500
SCCMの条件下でエッチングすることを特徴とする請求項
２に記載のパターン形成方法。 - 【請求項5】 前記反射防止層のエッチング用ガスがCF4
/CO/Ar/O2ガスであり、電力100〜500W、圧力10〜100mTo
rr(1.33〜13.3Pa)、O2ガス流量10〜50SCCM、CF4ガス流
量50〜150SCCM、Arガス流量100〜500SCCM、COガス流量1
0〜50SCCMの条件下でエッチングすることを特徴とする
請求項２に記載のパターン形成方法。 - 【請求項6】 前記反射防止層のエッチング用ガスがCF4
/Ar/O2、CF4/Ar、CH 2F2/Ar/O2またはCHF3/CF4/Ar/O2で
あり、電力100〜500W、圧力10〜100mTorr(1.33〜13.3P
a)の条件下でエッチングすることを特徴とする請求項２
に記載のパターン形成方法。 - 【請求項7】 前記被エッチング層が、酸化膜であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 - 【請求項8】 前記被エッチング層のエッチング用ガス
がC4F6 /CH2F2/Ar/O2を主とするガスであり、電力800〜
1700W、圧力20〜60mTorr(2.66〜7.98Pa)の条件下でエッ
チングすることを特徴とする請求項7に記載のパターン
形成方法。 - 【請求項9】 前記エッチング用ガスが、さらにO2、A
r、XeまたはHeガスを含むことを特徴とする請求項７に
記載のパターン形成方法。 - 【請求項10】 前記C4F6 /CH2F2/Ar/O2ガスと前記O2ガ
スの割合が1:1〜3:1であることを特徴とする請求項８に
記載のパターン形成方法。 - 【請求項11】 前記反射防止層を、ICP(Induced Couple
d Plasama)、ECR(Electron Cyclotron Resonance)また
はRIE(Reactive Ion Etching)装置を用いてエッチング
することを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方
法。 - 【請求項12】 前記反射防止層を、前記基板の温度-10
〜10℃に保持してエッチングすることを特徴とする請求
項8に記載のパターン形成方法。 - 【請求項13】前記反射防止層のエッチング用ガスが、さ
らにCH2F2、O2及びArガスを含むことを特徴とする請求
項8に記載のパターン形成方法。 - 【請求項14】 前記CH2F2の流量1〜10SCCM、前記O2ガス
の流量5〜50SCCM、前記Arガスの流量10〜100SCCMの条件
下でエッチングすることを特徴とする請求項13に記載の
パターン形成方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129938A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Hynix Semiconductor Inc | 微細なパターンを有する半導体装置の製造方法 |
| JP2006032801A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US7589024B2 (en) | 2005-11-11 | 2009-09-15 | Elpida Memory, Inc. | Process for producing semiconductor integrated circuit device |
| KR101070305B1 (ko) * | 2007-11-01 | 2011-10-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 수직 채널 반도체 소자의 제조방법 |
| JP2014069298A (ja) * | 2012-10-01 | 2014-04-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細構造体の製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125496B2 (en) * | 2001-06-28 | 2006-10-24 | Hynix Semiconductor Inc. | Etching method using photoresist etch barrier |
| US7622051B1 (en) * | 2003-03-27 | 2009-11-24 | Lam Research Corporation | Methods for critical dimension control during plasma etching |
| KR100571658B1 (ko) * | 2003-11-21 | 2006-04-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자 제조 방법 |
| JP2005191254A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7723238B2 (en) * | 2004-06-16 | 2010-05-25 | Tokyo Electron Limited | Method for preventing striation at a sidewall of an opening of a resist during an etching process |
| KR100781033B1 (ko) * | 2005-05-12 | 2007-11-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조방법 |
| US20090191715A1 (en) * | 2006-03-09 | 2009-07-30 | Toshio Hayashi | Method for etching interlayer dielectric film |
| JP2010272758A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi High-Technologies Corp | 被エッチング材のプラズマエッチング方法 |
| KR20180082851A (ko) | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
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Family Cites Families (11)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08195380A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Sony Corp | コンタクトホールの形成方法 |
| US5910453A (en) * | 1996-01-16 | 1999-06-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Deep UV anti-reflection coating etch |
| KR100258365B1 (ko) * | 1996-10-24 | 2000-06-01 | 김영환 | 반도체소자의 콘택홀 제조방법 |
| KR100318462B1 (ko) * | 1997-10-16 | 2002-07-06 | 박종섭 | 반도체소자의미세패턴간극형성방법 |
| KR100308500B1 (ko) * | 1998-11-12 | 2001-10-19 | 박종섭 | 반도체소자의 콘택홀 형성방법 |
| JP4776747B2 (ja) * | 1998-11-12 | 2011-09-21 | 株式会社ハイニックスセミコンダクター | 半導体素子のコンタクト形成方法 |
| KR100596431B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2006-07-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 시릴레이션에 의한 표면 묘사공정을 이용한 패터닝방법 |
| US6774043B2 (en) * | 2000-04-12 | 2004-08-10 | Renesas Technology Corp. | Method of manufacturing semiconductor device |
| US6376384B1 (en) * | 2000-04-24 | 2002-04-23 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Multiple etch contact etching method incorporating post contact etch etching |
| KR20020017182A (ko) | 2000-08-29 | 2002-03-07 | 윤종용 | 옥타플루오로부텐으로 이루어지는 식각 가스를 이용한반도체 소자의 제조방법 |
| US6569778B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-05-27 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for forming fine pattern in semiconductor device |
-
2001
- 2001-11-30 KR KR1020010075228A patent/KR100550640B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2002
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129938A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Hynix Semiconductor Inc | 微細なパターンを有する半導体装置の製造方法 |
| JP4711658B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2011-06-29 | 株式会社ハイニックスセミコンダクター | 微細なパターンを有する半導体装置の製造方法 |
| JP2006032801A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US7589024B2 (en) | 2005-11-11 | 2009-09-15 | Elpida Memory, Inc. | Process for producing semiconductor integrated circuit device |
| KR101070305B1 (ko) * | 2007-11-01 | 2011-10-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 수직 채널 반도체 소자의 제조방법 |
| JP2014069298A (ja) * | 2012-10-01 | 2014-04-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細構造体の製造方法 |
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