JP2622007B2 - レジストシリル化層パターンの形状検出方法 - Google Patents
レジストシリル化層パターンの形状検出方法Info
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- JP2622007B2 JP2622007B2 JP2050338A JP5033890A JP2622007B2 JP 2622007 B2 JP2622007 B2 JP 2622007B2 JP 2050338 A JP2050338 A JP 2050338A JP 5033890 A JP5033890 A JP 5033890A JP 2622007 B2 JP2622007 B2 JP 2622007B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、レジストシリル化層パターンの形状検出
方法に関する。ことに、ドライ現像によるレジストパタ
ーンの形成に用いられる。
方法に関する。ことに、ドライ現像によるレジストパタ
ーンの形成に用いられる。
（ロ）従来の技術 従来、段差を有するウェハー上でのフォトリソグラフ
ィ法の一つとしてレジストシリル化プロセスがある。こ
の方法は、まず、段差を有するウェハーの表面上のフォ
トレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を所定パ
ターンに露光し、この露光領域に気相からシリコンを選
択的に拡散させることによってこの露光領域表面をレジ
ストシリル化層に転換し、次にウェハ表面を酸素ガスプ
ラズマで処理（プラズマRIE）することによって上記フ
ォトレジスト膜の未露光領域（シリコンを含有しない）
をエッチングしレジストシリル化層及びその下部のレジ
スト膜を残してレジストパターンを形成（ドライ現像）
して行われている。
ィ法の一つとしてレジストシリル化プロセスがある。こ
の方法は、まず、段差を有するウェハーの表面上のフォ
トレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を所定パ
ターンに露光し、この露光領域に気相からシリコンを選
択的に拡散させることによってこの露光領域表面をレジ
ストシリル化層に転換し、次にウェハ表面を酸素ガスプ
ラズマで処理（プラズマRIE）することによって上記フ
ォトレジスト膜の未露光領域（シリコンを含有しない）
をエッチングしレジストシリル化層及びその下部のレジ
スト膜を残してレジストパターンを形成（ドライ現像）
して行われている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 所望のレジストパターンを形成するには、ドライ現像
時にレジストシリル化層の表面形状を把握する必要があ
る。従来のレジストシリル化プロセスにおいて、レジス
トシリル化層表面形状の把握は、スパッタエッチを行い
つつSIMSによりシリコンの深さ分析を行うので非常に手
間がかかりしかも微細なパターンを検出できないという
問題がある。
時にレジストシリル化層の表面形状を把握する必要があ
る。従来のレジストシリル化プロセスにおいて、レジス
トシリル化層表面形状の把握は、スパッタエッチを行い
つつSIMSによりシリコンの深さ分析を行うので非常に手
間がかかりしかも微細なパターンを検出できないという
問題がある。
この発明は、上記問題を解決するためになされたもの
であって、SIMSを用いることなしにレジストシリル化層
の表面形状を把握でき、手間がかからずしかも微細なパ
ターンを検出することのできるレジストシリル化層パタ
ーンの検出方法を提供しようとするものである。
であって、SIMSを用いることなしにレジストシリル化層
の表面形状を把握でき、手間がかからずしかも微細なパ
ターンを検出することのできるレジストシリル化層パタ
ーンの検出方法を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、 （ａ）ウェハー上に光分解性フォトレジスト膜を形成す
る工程、 （ｂ）このフォトレジスト膜を所定パターンのマスクを
介した光照射によって露光する工程、 （ｃ）シリコン化合物ガス雰囲気中でこのウェハを処理
することによってこのフォトレジスト膜の露光領域表面
にシリコンを選択拡散させてレジストシリル化層を形成
する工程、 （ｄ）このウェハーを所定位置で寸断する工程、 （ｅ）この寸断端面を酸素ガスプラズマで処理すること
によって上記フォトレジスト膜の非露光領域及び露光領
域のレジストシリル化層下部におけるフォトレジストを
エッチングし、レジストシリル化層を残してレジストシ
リル化層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出する
工程とかなることを特徴とするレジストシリル化層パタ
ーンの形状検出方法が提供される。
る工程、 （ｂ）このフォトレジスト膜を所定パターンのマスクを
介した光照射によって露光する工程、 （ｃ）シリコン化合物ガス雰囲気中でこのウェハを処理
することによってこのフォトレジスト膜の露光領域表面
にシリコンを選択拡散させてレジストシリル化層を形成
する工程、 （ｄ）このウェハーを所定位置で寸断する工程、 （ｅ）この寸断端面を酸素ガスプラズマで処理すること
によって上記フォトレジスト膜の非露光領域及び露光領
域のレジストシリル化層下部におけるフォトレジストを
エッチングし、レジストシリル化層を残してレジストシ
リル化層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出する
工程とかなることを特徴とするレジストシリル化層パタ
ーンの形状検出方法が提供される。
この発明においては、（ａ）ウェハー上に光分解性フ
ォトレジスト膜を形成する。上記光分解性フォトレジス
ト膜は、レジストパターンを形成するためのものであっ
て、所定パターンのマスクを介した光照射によって露光
領域と非露光領域を形成し、露光領域のみにシリコンを
選択拡散しうるものを用いる。また、このフォトレジス
ト膜は公知の方法によって形成することができ、通常0.
5〜2.0μｍの膜厚とするのが適している。
ォトレジスト膜を形成する。上記光分解性フォトレジス
ト膜は、レジストパターンを形成するためのものであっ
て、所定パターンのマスクを介した光照射によって露光
領域と非露光領域を形成し、露光領域のみにシリコンを
選択拡散しうるものを用いる。また、このフォトレジス
ト膜は公知の方法によって形成することができ、通常0.
5〜2.0μｍの膜厚とするのが適している。
この発明においては、（ｂ）このフォトレジスト膜を
所定パターンのマスクを介した光照射によって露光す
る。
所定パターンのマスクを介した光照射によって露光す
る。
この露光により、フォトレジスト膜の露光領域に光化
学反応が起こり、特定の化学結合が非結合化し、この露
光領域は未露光領域と比べてフォトレジスト膜の構造に
おけるち密性が低下する。
学反応が起こり、特定の化学結合が非結合化し、この露
光領域は未露光領域と比べてフォトレジスト膜の構造に
おけるち密性が低下する。
この発明においては、（ｃ）シリコン化合物ガス雰囲
気中でこのウェハーを処理することによってこのフォト
レジスト膜の露光領域の表面にシリコンを選択拡散させ
てレジストシリル化層を形成する。
気中でこのウェハーを処理することによってこのフォト
レジスト膜の露光領域の表面にシリコンを選択拡散させ
てレジストシリル化層を形成する。
このシリコン化合物は、フォトレジスト膜の露光領域
にシリコンを選択拡散させるためのものであって、ガス
雰囲気にしうるものが適しており、例えばヘキサメチル
ジシラザン（HMDS）、トリメチルシリルジメチラミン
（TMSDA）等を用いることができる。HMDSを用いる場合
について具体的に述べると、このガス雰囲気はこのシリ
コン化合物を、例えば100〜760Torrの下で120〜160℃に
加熱して気化することによって形成することができる。
にシリコンを選択拡散させるためのものであって、ガス
雰囲気にしうるものが適しており、例えばヘキサメチル
ジシラザン（HMDS）、トリメチルシリルジメチラミン
（TMSDA）等を用いることができる。HMDSを用いる場合
について具体的に述べると、このガス雰囲気はこのシリ
コン化合物を、例えば100〜760Torrの下で120〜160℃に
加熱して気化することによって形成することができる。
この発明においては、このフォトレジスト膜の上に保
護膜を形成してもよい。この保護膜は、このレジストシ
リル化層の表面形状が後工程の酸素プラズマ処理によっ
て変化しないようにするためのものであって、例えば第
２のレジスト膜、メタルスパッタ膜、メタル蒸着膜等に
よって構成することができる。第２のレジスト膜を用い
る場合は、第２のレジスト溶液を塗布した後ベーキング
を行うと、露光領域に隠さされたシリコンがさらに拡散
されるため、ベーキングは行わない方がよい。
護膜を形成してもよい。この保護膜は、このレジストシ
リル化層の表面形状が後工程の酸素プラズマ処理によっ
て変化しないようにするためのものであって、例えば第
２のレジスト膜、メタルスパッタ膜、メタル蒸着膜等に
よって構成することができる。第２のレジスト膜を用い
る場合は、第２のレジスト溶液を塗布した後ベーキング
を行うと、露光領域に隠さされたシリコンがさらに拡散
されるため、ベーキングは行わない方がよい。
この発明においては、（ｄ）このウェハーを所定位置
で寸断する。この寸断は、所定位置の寸断端面を露出さ
せるためのものである。
で寸断する。この寸断は、所定位置の寸断端面を露出さ
せるためのものである。
この発明においては、（ｅ）この寸断端面を酸素ガス
プラズマで処理することによって上記フォトレジスト膜
の非露光領域及び露光領域のレジストシリル化層下部を
エッチングし、レジストシリル化層を残してレジストシ
リル化層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出す
る。この酸素ガスプラズマは、フォトレジスト膜の非露
光領域及び露光領域のレジストシリル化層下部をエッチ
ングし、レジストシリル化層を残してレジストシリル化
層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出するための
ものであって、例えば酸素圧力0.1〜1Torr、RF50〜600
W、処理時間10〜60分間の条件で行うことができる。こ
のエッチングによってパターン化されたレジストシリル
化層の表面形状は、SIMSを用いることなしに、電子顕微
鏡によって、微細なパターンを簡易に検出することがで
きる。
プラズマで処理することによって上記フォトレジスト膜
の非露光領域及び露光領域のレジストシリル化層下部を
エッチングし、レジストシリル化層を残してレジストシ
リル化層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出す
る。この酸素ガスプラズマは、フォトレジスト膜の非露
光領域及び露光領域のレジストシリル化層下部をエッチ
ングし、レジストシリル化層を残してレジストシリル化
層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出するための
ものであって、例えば酸素圧力0.1〜1Torr、RF50〜600
W、処理時間10〜60分間の条件で行うことができる。こ
のエッチングによってパターン化されたレジストシリル
化層の表面形状は、SIMSを用いることなしに、電子顕微
鏡によって、微細なパターンを簡易に検出することがで
きる。
レジストシリル化層の表面形状を微細なパターンまで
把握することにより、レジストシリル化プロセスは、露
光量、シリコン化合物の拡散温度等の条件を適確に設定
して行うことができ、精度の高いレジストパターンを形
成することができる。
把握することにより、レジストシリル化プロセスは、露
光量、シリコン化合物の拡散温度等の条件を適確に設定
して行うことができ、精度の高いレジストパターンを形
成することができる。
（ホ）作用 酸素ガスプラズマRIEをウェハー寸断面側から行うこ
とによりレジストシリル化層の形状をSIMSを用いること
なく電子顕微鏡にて把握することができる。
とによりレジストシリル化層の形状をSIMSを用いること
なく電子顕微鏡にて把握することができる。
（ヘ）実施例 以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
第１図（ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施例のレジス
トシリル化プロセスにおけるシリル化層の顕在化（検
出）方法を工程順に説明するためのものであり、１はシ
リコン半導体基板、２はアルミニウム−シリコン合金
膜、３はフォトレジスト膜、４はシリル化レジスト層、
4aはフォトレジスト膜の露光部分、５はカバー用のフォ
トレジスト膜、６は下地加工用レジスト膜、７はシリコ
ン酸化膜、８はゲート電極である。
トシリル化プロセスにおけるシリル化層の顕在化（検
出）方法を工程順に説明するためのものであり、１はシ
リコン半導体基板、２はアルミニウム−シリコン合金
膜、３はフォトレジスト膜、４はシリル化レジスト層、
4aはフォトレジスト膜の露光部分、５はカバー用のフォ
トレジスト膜、６は下地加工用レジスト膜、７はシリコ
ン酸化膜、８はゲート電極である。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン半導体基
板１の上にゲート電極８、シリコン酸化膜７、アルミニ
ウム−シリコン合金膜２が順に積層され高段差Ｗ（1.0
μｍ）を有するAl−Si合金膜２上に公知の方法によって
膜厚1.0μｍ（薄い領域）のフォトレジスト膜３を形成
する。
板１の上にゲート電極８、シリコン酸化膜７、アルミニ
ウム−シリコン合金膜２が順に積層され高段差Ｗ（1.0
μｍ）を有するAl−Si合金膜２上に公知の方法によって
膜厚1.0μｍ（薄い領域）のフォトレジスト膜３を形成
する。
続いて、第１図（ｂ）に示すように、フォトレジスト
膜３の所定部分を紫外線ビーム16を用いて所定のマスク
パターン17を介して露光し、露光部分4aを形成する。
膜３の所定部分を紫外線ビーム16を用いて所定のマスク
パターン17を介して露光し、露光部分4aを形成する。
次に、第１図（ｃ）に示すように、ヘキサメチルジシ
ラザン（HMDS）の気体雰囲気にてフォトレジストの露光
部分の表面にシリコンを選択拡散させレジストシリル化
層４を形成する。
ラザン（HMDS）の気体雰囲気にてフォトレジストの露光
部分の表面にシリコンを選択拡散させレジストシリル化
層４を形成する。
続いて、第１図（ｄ）に示すように、フォトレジスト
膜３の上面を後工程の酸素ガスプラズマから守るため
に、カバー用のレジスト膜５（保護膜）をベーキング工
程なしで形成する。この際、ベーキングを行うと、露光
部分4aに拡散されたシリコンがさらに拡散されるため、
レジスト膜５のベーキングは行わない。
膜３の上面を後工程の酸素ガスプラズマから守るため
に、カバー用のレジスト膜５（保護膜）をベーキング工
程なしで形成する。この際、ベーキングを行うと、露光
部分4aに拡散されたシリコンがさらに拡散されるため、
レジスト膜５のベーキングは行わない。
その後、第１図（ｅ）に示すように、シリコンウェハ
ー１を所定の位置で寸断し、この断面を酸素ガスプラズ
マにてエッチング（酸素ガス圧力…0.7Torr,RF…600W/2
0分）を行い、フォトレジスト膜３の未露光領域及び露
光領域のレジストシリル化層下部を除去し、レジストシ
リル化層４を顕在化し、レジストシリル化層４の形状を
電子顕微鏡にて把握する。
ー１を所定の位置で寸断し、この断面を酸素ガスプラズ
マにてエッチング（酸素ガス圧力…0.7Torr,RF…600W/2
0分）を行い、フォトレジスト膜３の未露光領域及び露
光領域のレジストシリル化層下部を除去し、レジストシ
リル化層４を顕在化し、レジストシリル化層４の形状を
電子顕微鏡にて把握する。
（ト）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、レジストシリル化プ
ロセスにおいて、ドライ現像時のレジストシリル化層の
微細な表面形状が確認できるので、露光条件、シリコン
の選択拡散条件などの条件の最適化が容易になり、レジ
ストシリ化層の線幅の制御性が向上できた。その結果、
レジストを用いた下地の加工の際に、下地の線幅の制御
性並びに下地加工の再現性をそれぞれ向上でき、半導体
装置の信頼性が向上し、また、高歩留まりでの生産が可
能となった。
ロセスにおいて、ドライ現像時のレジストシリル化層の
微細な表面形状が確認できるので、露光条件、シリコン
の選択拡散条件などの条件の最適化が容易になり、レジ
ストシリ化層の線幅の制御性が向上できた。その結果、
レジストを用いた下地の加工の際に、下地の線幅の制御
性並びに下地加工の再現性をそれぞれ向上でき、半導体
装置の信頼性が向上し、また、高歩留まりでの生産が可
能となった。
第１図（ａ）〜（ｅ）は、この発明の一実施例において
作製したレジストシリル化層パターンの形状検出工程説
明図である。 １……シリコン半導体基板、 ２……アルミニウム−シリコン合金膜、 ３……フォトレジスト膜、 ４……レジストシリル化層、 4a……フォトレジスト膜の露光部分、 ５……レジスト膜（保護膜）、 ６……フォトレジスト膜、 ７……シリコン酸化膜、 ８……ゲート電極、 16……紫外線ビーム、 17……フォトマスク、 18……HMDS、 19……酸素ガスプラズマ。
作製したレジストシリル化層パターンの形状検出工程説
明図である。 １……シリコン半導体基板、 ２……アルミニウム−シリコン合金膜、 ３……フォトレジスト膜、 ４……レジストシリル化層、 4a……フォトレジスト膜の露光部分、 ５……レジスト膜（保護膜）、 ６……フォトレジスト膜、 ７……シリコン酸化膜、 ８……ゲート電極、 16……紫外線ビーム、 17……フォトマスク、 18……HMDS、 19……酸素ガスプラズマ。
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）ウェハ上に光分解性フォトレジスト
膜を形成する工程、 （ｂ）このフォトレジスト膜を所定パターンのマスクを
介した光照射によって露光する工程、 （ｃ）シリコン化合物ガス雰囲気中でこのウェハを処理
することによってこのフォトレジスト膜の露光領域表面
にシリコンを選択拡散させてレジストシリル化層を形成
する工程、 （ｄ）このウェハを所定位置で寸断する工程、 （ｅ）この寸断端面を酸素ガスプラズマで処理すること
によって、上記フォトレジスト膜の非露光領域及び露光
領域のレジストシリル化層下部におけるフォトレジスト
をエッチングし、レジストシリル化層を残してレジスト
シリル化層パターンの形状を電子顕微鏡によって検出す
る工程とからなることを特徴とするレジストシリル化層
パターンの形状検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050338A JP2622007B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | レジストシリル化層パターンの形状検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050338A JP2622007B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | レジストシリル化層パターンの形状検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252121A JPH03252121A (ja) | 1991-11-11 |
| JP2622007B2 true JP2622007B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=12856137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2050338A Expired - Fee Related JP2622007B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | レジストシリル化層パターンの形状検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622007B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064228A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-12 | Nec Corp | 透過型電子顕微鏡試料の作製方法及びその作製装置 |
| JPH01154053A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH01159641A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-22 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JPH01186934A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JPH0692927B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1994-11-16 | シャープ株式会社 | 微小領域断面観察用試料作成法 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2050338A patent/JP2622007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03252121A (ja) | 1991-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |