JP2666420B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2666420B2 JP27257188A JP27257188A JP2666420B2 JP 2666420 B2 JP2666420 B2 JP 2666420B2 JP 27257188 A JP27257188 A JP 27257188A JP 27257188 A JP27257188 A JP 27257188A JP 2666420 B2 JP2666420 B2 JP 2666420B2
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【発明の詳細な説明】 [概要] マルチレイヤーリソグラフィ法によるパターン形成方
法に関し、 多層レジスト法における処理工程を短縮し、近接効果
補正を不要にして、且つ、高精度パターンを形成するこ
とを目的とし、 被エッチング膜上に下層として酸素イオンエッチング
の可能な有機樹脂膜を塗布して固化し、中間層として酸
素イオンエッチングが可能で、コントラストの良い感光
性レジスト膜、上層としてシリコンを含有し且つ該中間
層の感光性レジスト膜よりコントラストの低い感光性レ
ジスト膜を引き続いて形成し、 次いで、上層と中間層とを同時に露光・現像し、該上
層と中間層とをマスクして前記下層を酸素イオンによつ
てエッチングしてパターニングする工程が含まれること
を特徴とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Overview] Regarding a pattern forming method by a multi-layer lithography method, an object of the present invention is to shorten a processing step in a multilayer resist method, eliminate the need for proximity effect correction, and form a highly accurate pattern. An organic resin film capable of oxygen ion etching is applied as a lower layer on the film to be etched and solidified, and an oxygen ion etching is possible as an intermediate layer, a photosensitive resist film having a good contrast, containing silicon as an upper layer, and A photosensitive resist film having a lower contrast than the photosensitive resist film of the intermediate layer is successively formed, and then the upper layer and the intermediate layer are simultaneously exposed and developed, and the upper layer and the intermediate layer are masked and the lower layer is exposed to oxygen ions. And a step of patterning by etching.

[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法のうち、特にマルチレ
イヤーリソグラフィ法によるパターン形成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a pattern forming method using a multi-layer lithography method.

LSIなどの高集積化ICにおいては、多層配線などで表
面の凹凸が激しくなつて段差ができ、その段差上に微細
パターンを形成しなければならないと云う難かしい問題
が生じて、最近、マルチレイヤーリングラフィ法によつ
てパターンニングする方法が重要されている。
In highly integrated ICs such as LSIs, the unevenness of the surface becomes severe due to multilayer wiring and the like, and there is a step, and it is difficult to form a fine pattern on the step. A method of patterning by a linography method is important.

しかし、このようなマルチレイヤーリソグラフィ法に
よるパターン形成は工程が簡単で、しかも、高精度なパ
ターンが得られることが望まれている。
However, it is desired that the pattern formation by such a multi-layer lithography method is simple, and that a highly accurate pattern can be obtained.

[従来の技術] 従前、段差部にレジスト膜パターンを形成すると、凹
部と凸部とではレジスト膜(感光性樹脂膜)の膜厚が異
なり、これを露光・現像すると凹部と凸部とのパターン
幅が違つてくる等、高精度にパターンニングできない問
題があつた。即ち、両方を同時に露光すると、凹部上の
膜厚の厚いレジスト膜部分は露光不足になつて、これを
現像すればレジスト膜パターンの幅が狭くなり、凸部上
の膜厚の薄いレジスト膜部分は露光過度になつて、現像
すればレジスト膜パターンの幅が広くなる。第4図
(a)および(b)はそれを示す平面図と断面図で、段
差のある被エッチング膜1上に形成したネガ型レジスト
膜2を示している。正確には、露光波長とレジスト膜厚
とが関連して、パターン幅は一定しないが、概念的には
そのようにレジスト膜パターンの幅がその膜厚に比例し
て変化するものである。
[Prior Art] Conventionally, when a resist film pattern is formed on a stepped portion, the thickness of the resist film (photosensitive resin film) is different between the concave portion and the convex portion, and when this is exposed and developed, the pattern of the concave portion and the convex portion is obtained. There was a problem that patterning could not be performed with high precision, such as different widths. That is, if both are exposed at the same time, the thick resist film portion on the concave portion becomes insufficiently exposed, and if this is developed, the width of the resist film pattern becomes narrower and the resist film portion on the convex portion becomes thinner. Is excessively exposed, and if developed, the width of the resist film pattern is increased. 4 (a) and 4 (b) are a plan view and a sectional view showing the same, showing the negative resist film 2 formed on the film 1 to be etched having a step. To be precise, the pattern width is not constant because of the relationship between the exposure wavelength and the resist film thickness. However, conceptually, the width of the resist film pattern changes in proportion to the film thickness.

そこで、段差のある部分には、複数種類のレジスト膜
パターンを形成するパターンニング方法が開発されてお
り、3層レジスト膜のパターンを形成する方法を3層レ
ジスト法(トリレベル(trilevel)法)と言い、2層レ
ジスト膜のパターンを形成する方法を2層レジスト法
(バイレベル(bilevel)法)と云つている。
Therefore, a patterning method for forming a plurality of types of resist film patterns on portions having steps has been developed, and a method for forming a pattern of a three-layer resist film is called a three-layer resist method (trilevel method). In other words, a method of forming a pattern of a two-layer resist film is called a two-layer resist method (bilevel method).

第5図(a)〜(g)は従来の3層レジスト法による
パターン形成方法の工程順断面図である。
5 (a) to 5 (g) are cross-sectional views in the order of steps of a conventional pattern forming method using a three-layer resist method.

第5図(a)参照;まず、被エッチング膜1上に下層3
を平坦化するまで厚く塗布し、ベーキングして固化す
る。この下層3は非感光性の有機樹脂膜であるが、ま
た、ネガ型レジスト膜を全面露光してベーキングして使
用しても良い。
Referring to FIG. 5A, first, a lower layer 3 is formed on the film 1 to be etched.
Is thickened until flattened, baked and solidified. The lower layer 3 is a non-photosensitive organic resin film, but may be used by baking the whole surface of a negative resist film after exposure.

第5図(b)参照;次いで、その上に、中間層4を塗布
して固化する。この中間層4はシリコンを含有した膜
で、例えば、SOG(スピンオングラス)膜を用いて、固
化のためのベーキングは150℃,200℃,275℃と温度を段
階的におこなう。
Next, an intermediate layer 4 is applied and solidified thereon, as shown in FIG. 5 (b). The intermediate layer 4 is a film containing silicon, for example, using an SOG (spin-on-glass) film, and baking for solidification is performed at 150 ° C., 200 ° C., and 275 ° C. in steps.

第5図(c)参照;更に、中間層の表面処理した後、そ
の上に上層5を塗布して固化する。この上層は感光性の
レジスト膜(ネガ型)で、固化には温度100℃でベーキ
ングする。なお、上記の表面処理は上層の密着を良くす
るためのものである。
After the surface treatment of the intermediate layer, the upper layer 5 is applied thereon and solidified. The upper layer is a photosensitive resist film (negative type), which is baked at a temperature of 100 ° C. for solidification. The above surface treatment is for improving the adhesion of the upper layer.

第5図(d)参照;しかる後、電子線(EB)露光法によ
つて上層5を露光する。且つ、このEB露光時には近接効
果の補正処理したデータを用いて露光する。上層5は被
エッチング膜1から距離が離れるために近接効果の影響
が少なくなるものの皆無にはならないため、露光データ
には近接効果補正が必要になるものである。
5 (d); after that, the upper layer 5 is exposed by an electron beam (EB) exposure method. In addition, at the time of this EB exposure, exposure is performed using data subjected to proximity effect correction processing. The upper layer 5 is far away from the film 1 to be etched, so that the influence of the proximity effect is reduced, but the effect is not eliminated. Therefore, the proximity data needs to be corrected for the exposure data.

第5図(e)参照;次いで、露光した上層5を現像し
て、上層5パターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 5 (e), the exposed upper layer 5 is developed to form an upper layer 5 pattern.

第5図(f)参照;次いで、上層5パターンをマスクに
して、中間層4をドライエッチングしてパターンニング
する。
Then, referring to FIG. 5 (f), the intermediate layer 4 is dry-etched and patterned using the upper layer 5 pattern as a mask.

第5図(g)参照;次いで、その中間層4パターンをマ
スクにして、下層3を酸素ガスでイオンエッチングし、
このようにして3層のパターンが形成される。この3層
レジスト法は中間層4パターンが耐酸素ドライエッチン
グ性が良いために下層3パターンが精度良く形成され
る。なお、第5図(g)には上層5パターンを図示して
いながら、これは下層3パターン形成時に消滅するから
である。
Next, referring to FIG. 5 (g); using the pattern of the intermediate layer 4 as a mask, the lower layer 3 is ion-etched with oxygen gas,
Thus, a three-layer pattern is formed. In this three-layer resist method, the lower layer 3 pattern is formed with high accuracy because the intermediate layer 4 pattern has good oxygen dry etching resistance. FIG. 5 (g) shows the upper 5 patterns, which disappear when the lower 3 patterns are formed.

次に、第6図(a)〜(e)は従来の2層レジスト法
によるパターン形成方法の工程順断面図である。
Next, FIGS. 6 (a) to 6 (e) are sectional views in the order of steps of a pattern forming method by a conventional two-layer resist method.

第6図(a)参照;まず、被エッチング膜1上に下層3
を平坦化するまで厚く塗布し、ベーキングして固化す
る。この下層3は3層レジスト法と同様に非感光性の有
機樹脂膜を用いる。
Referring to FIG. 6A, first, a lower layer 3 is formed on the film 1 to be etched.
Is thickened until flattened, baked and solidified. The lower layer 3 uses a non-photosensitive organic resin film as in the case of the three-layer resist method.

第6図(b)参照;次いで、その上に、上層6を塗布し
て固化する。この上層6はシリコンを含有した感光性レ
ジスト膜で、例えば、最近開発されたPMSS(シリル化ポ
リメチルシルセスキオキサン;ネガ型)を使用する。
See FIG. 6 (b); then, the upper layer 6 is applied thereon and solidified. The upper layer 6 is a photosensitive resist film containing silicon, for example, a recently developed PMSS (silylated polymethylsilsesquioxane; negative type).

第6図(c)参照;次いで、EB露光法によつて上層6を
露光する。なお、このEB露光処理にが近接効果の補正が
必要である。
Next, the upper layer 6 is exposed by the EB exposure method, as shown in FIG. 6 (c). Note that this EB exposure processing requires correction of the proximity effect.

第6図(d)参照;次いで、露光した上層6を現像し
て、上層6パターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 6 (d), the exposed upper layer 6 is developed to form an upper layer 6 pattern.

第6図(e)参照;次いで、その上層6パターンをマス
クにして、下層3を酸素ガスでイオンエッチングして、
下層3パターンを形成する。
Next, referring to FIG. 6 (e); using the upper layer 6 pattern as a mask, the lower layer 3 is ion-etched with oxygen gas,
A lower three-layer pattern is formed.

[発明が解決しようとする課題] ところで、上記した3層レジスト法は処理工程が複雑
で処理時間が長くかかる欠点があり、特にEB露光は直接
描画で、露光データに近接効果補正をかけるためにデー
タ処理に膨大な時間を要する問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] The three-layer resist method described above has a drawback that the processing steps are complicated and the processing time is long. In particular, EB exposure is a direct drawing method, and it is necessary to perform proximity effect correction on exposure data. There is a problem that data processing takes an enormous amount of time.

また、2層レジスト法はシリコンを含有した感光性レ
ジスト膜を上層6にを用いるために3層レジスト法より
も処理工程は短かいが、2層レジスト法はコントラスト
が低くて、且つ、近接効果補正が同様に必要であり、更
に上層6の残渣(無機物など)が被エッチング膜上に残
存するといつた欠点がある。この残渣はシリコン含有膜
の上層6を現像した際に飛散せずに下層3上に残存し、
それが下層3をパターンニングした時、下層3がイオン
で強く叩かれるために残渣は飛散することなく、そのま
ま残存して被エッチング膜上に付着して残るものであ
る。
The two-layer resist method requires a shorter processing step than the three-layer resist method because a photosensitive resist film containing silicon is used for the upper layer 6, but the two-layer resist method has a low contrast and a proximity effect. Correction is required in the same manner, and there is a disadvantage that a residue (inorganic substance or the like) of the upper layer 6 remains on the film to be etched. This residue remains on the lower layer 3 without being scattered when the upper layer 6 of the silicon-containing film is developed,
When the lower layer 3 is patterned, the lower layer 3 is strongly hit with ions, so that the residue does not scatter but remains as it is and adheres to the film to be etched.

本発明はこのような多層レジスト法における処理工程
を短縮し、近接効果補正を不要にして、且つ、シリコン
を含有した感光性レジスト膜を用いて高精度パターンを
形成できるようにすることを目的とした製造方法を提案
するものである。
An object of the present invention is to shorten the processing steps in such a multilayer resist method, eliminate the need for proximity effect correction, and to form a highly accurate pattern using a photosensitive resist film containing silicon. The proposed manufacturing method is proposed.

[課題を解決するための手段] その課題は、第1図(a)〜(f)に示す原理図のよ
うに、被エッチング膜11上に下層13として酸素イオンエ
ッチングの可能な有機樹脂膜を塗布して固化し(同図
(a))、次いで、中間層14として酸素イオンエッチン
グが可能で、コントラストの良い感光性レジスト膜(同
図(b))、上層15としてシリコンを含有し且つ該中間
層の感光性レジスト膜よりコントラストの低い感光性レ
ジスト膜(同図(c))を続いて形成し、次いで、上層
15と中間層14とを同時に露光・現像(同図(d)〜
(e))し、該上層と中間層とをマスクにして前記下層
13を酸素イオンによつてエッチングしてパターンニング
(同図(f))する工程が含まれる製造方法によつて解
決される。なお、この原理図は感光性レジスト膜として
ネガ型を用いた例である。
[Means for Solving the Problem] The problem is to form an organic resin film capable of being subjected to oxygen ion etching as a lower layer 13 on a film to be etched 11 as shown in the principle diagrams shown in FIGS. 1 (a) to 1 (f). It is applied and solidified (FIG. (A)), and then a photosensitive resist film (FIG. (B)) which can be subjected to oxygen ion etching and has good contrast as the intermediate layer, and contains silicon as the upper layer 15 and Subsequently, a photosensitive resist film having lower contrast than the photosensitive resist film of the intermediate layer (FIG. 10C) is formed, and then the upper layer is formed.
15 and the intermediate layer 14 are simultaneously exposed and developed (FIG.
(E)) and using the upper layer and the intermediate layer as masks,
The problem is solved by a manufacturing method including a step of etching (13) (13) the pattern 13 by etching it with oxygen ions. This principle diagram is an example in which a negative type is used as a photosensitive resist film.

[作用] 即ち、本発明は、シリコンを含有した感光性レジスト
膜からなる上層15とコントラストの良い感光性レジスト
膜からなる中間層14とを同時に露光・現像する。そうす
ると、上層15は近接効果のうちの前方散乱のみの影響を
うける(従来の上層5は中間層のSOG膜のために後方散
乱の影響を受けていた)が、この上層は膜厚を出来るだ
け薄くすればその影響も少なくなる。また、中間層14は
コントラストの良いレジスト膜であるから上部が高精度
にパターンされ、下部の方が近接効果のうちの後方散乱
の影響をうけてパターンの裾が広がる(第3図(b)参
照)。一方、上層15はコントラストが悪いが、中間層14
の上部に規制されて高精度パターンが形成される。この
ように、上層15は前方散乱の影響も少なく、後方散乱の
影響も受けず、且つ、中間層に規制されて高精度パター
ンが形成される。従って、この上層パターンをマスクと
して酸素イオンエッチングによつてパターンニングする
と、中間層および下層が高精度に形成され、しかも、近
接効果補正の必要がなくなる。そのために、本発明にか
かるパターン形成方法によれば短縮されたパターン形成
工程によつて高精度パターンが形成できるものである。
[Operation] That is, in the present invention, the upper layer 15 made of a photosensitive resist film containing silicon and the intermediate layer 14 made of a photosensitive resist film having good contrast are simultaneously exposed and developed. Then, the upper layer 15 is affected only by the forward scattering of the proximity effect (the conventional upper layer 5 is affected by the back scattering due to the SOG film of the intermediate layer). The effect is reduced if the thickness is reduced. Further, since the intermediate layer 14 is a resist film having a good contrast, the upper portion is patterned with high accuracy, and the lower portion is broadened under the influence of the backscattering of the proximity effect (FIG. 3B). reference). On the other hand, the upper layer 15 has poor contrast,
And a high-precision pattern is formed. As described above, the upper layer 15 is less affected by forward scattering and is not affected by back scattering, and is regulated by the intermediate layer to form a high-precision pattern. Therefore, when patterning is performed by oxygen ion etching using the upper layer pattern as a mask, the intermediate layer and the lower layer are formed with high precision, and the need for proximity effect correction is eliminated. Therefore, according to the pattern forming method of the present invention, a highly accurate pattern can be formed by a shortened pattern forming step.

[実施例] 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説明す
る。
[Example] Hereinafter, an example will be described in detail with reference to the drawings.

第2図(a)〜(d)は本発明にかかるパターン形成
方法の工程順断面図を示している。
2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views in the order of steps of a pattern forming method according to the present invention.

第2図(a)参照;半導体基板10の被エッチング膜11上
に下層13の酸素イオンエッチングの可能な有機樹脂膜と
して膜厚1〜2μmのCMS(クロロメチル化ポリスチレ
ン)を塗布し、表面を平坦化して固化し、更に全面露光
して不溶化処理し、次いで、中間層14の酸素イオンエッ
チングが可能で、コントラストの良い感光性レジスト膜
として膜厚3000〜4000ÅのCMS(クロロメチル化ポリス
チレン)膜を塗布し、80℃でソフトベークし、続いて、
上層15のシリコンを含有したコントラストの悪い感光性
レジスト膜として膜厚1500〜2000ÅのPMSS(シリル化ポ
リメチルシルセスキオキサン)膜を塗布して100℃でベ
ーキングする。
Referring to FIG. 2 (a), CMS (chloromethylated polystyrene) having a thickness of 1 to 2 μm is applied on the film 11 to be etched of the semiconductor substrate 10 as an organic resin film capable of being subjected to oxygen ion etching of the lower layer 13. CMS (Chloromethylated polystyrene) film of 3000-4000mm thickness as a photosensitive resist film with good contrast, which can be flattened and solidified, exposed to the whole surface and then insolubilized, and then oxygen ion etching of the intermediate layer 14 is possible and has a good contrast. And soft baked at 80 ° C, followed by
An upper layer 15 of a silicon-containing photosensitive resist film containing silicon having a low contrast and a thickness of 1500 to 2000 膜厚 is coated with a PMSS (silylated polymethylsilsesquioxane) film and baked at 100 ° C.

第2図(b)参照;次いで、上層15のPMSS膜および中間
層14のCMS膜をEB露光法によつて直接描画して露光す
る。しかし、露光データに近接効果補正をかける必要は
ない。
Then, the PMSS film as the upper layer 15 and the CMS film as the intermediate layer 14 are directly drawn and exposed by the EB exposure method. However, it is not necessary to apply the proximity effect correction to the exposure data.

第2図(c)参照;次いで、MIBK(メチルイソブチルケ
トン)を用いて現像すると、高精度な上層15パターンと
後方散乱の影響を受けた中間層14パターンが形成され
る。
Then, development is performed using MIBK (methyl isobutyl ketone) to form a high-precision upper layer 15 pattern and an intermediate layer 14 pattern affected by backscattering.

第2図(d)参照;次いで、上層15パターンをマスクと
して酸素(O2)イオンで垂直にリアクティブイオンエッ
チング(RIE)して下層13のCMS膜をパターンニングす
る。その時、中間層14も同時に精度良くパターンニング
される。
Next, referring to FIG. 2 (d); the upper layer 15 pattern is used as a mask to perform vertical reactive ion etching (RIE) with oxygen (O 2 ) ions to pattern the lower layer 13 CMS film. At that time, the intermediate layer 14 is simultaneously patterned with high accuracy.

上記のような形成方法によれば、従来の2層レジスト
法と同程度の処理工程になり、且つ、EB露光時に近接効
果補正をかける必要がないから、パターン形成法が大幅
に簡略化される。且つ、高精度パターンが形成され、ま
た、シリコンを含有した上層より発生する残渣が中間層
の現像工程でリフトオフして除去され残存することがな
い。
According to the above-described forming method, the processing steps are substantially the same as those of the conventional two-layer resist method, and it is not necessary to perform the proximity effect correction at the time of EB exposure, so that the pattern forming method is greatly simplified. . In addition, a high-precision pattern is formed, and residues generated from the upper layer containing silicon are lifted off in the developing step of the intermediate layer and are not removed and remain.

次に、第3図(a)〜(d)によつて本発明にかかる
パターン形成方法の特徴と効果を説明する。第3図
(a)は上層15レジストと中間層14レジストとのドーズ
量(露光量)に対する残膜率である。通常、露光過多に
ならないように残膜率が80〜99%程度になるようにドー
ズ量を加えているが、本図は実線で示す上層15レジスト
よりも破線で示す中間層14レジストの方がコントラスト
が良いことを示し、本発明ではこのような上層15,中間
層14のレジストを用いる。なお、上記はコントラストの
良否で感光性ジレスト膜を説明してきたが、このコント
ラストは正確にはγ値である。そのγ値とは γ値=1/log(A/B) で表わされ、ここに、A,Bは残膜率と露光量とのデータ
曲線において残膜率0%と50%とを結ぶ直線を引いて、
この直線と残膜率100%との交点の露光量をB,残膜率0
%のところの露光量をAとしたものである。
Next, the features and effects of the pattern forming method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3A shows the residual film ratio with respect to the dose (exposure) of the upper layer 15 resist and the intermediate layer 14 resist. Usually, the dose is added so that the residual film ratio is about 80 to 99% so as not to cause overexposure. However, in this figure, the intermediate layer 14 resist indicated by a broken line is better than the upper layer 15 resist indicated by a solid line. This shows that the contrast is good, and the present invention uses such a resist for the upper layer 15 and the intermediate layer 14. Although the above description has been made of the photosensitive resist film based on the quality of the contrast, the contrast is exactly a γ value. The γ value is represented by γ value = 1 / log (A / B), where A and B connect 0% and 50% of the remaining film ratio in the data curve of the remaining film ratio and the exposure amount. Draw a straight line,
The exposure amount at the intersection of this straight line and the remaining film ratio of 100% is B, and the remaining film ratio is 0.
The exposure amount at% is represented by A.

第3図(b)は露光・現像の説明図で、既に説明した
後方散乱(被エッチング基板からの反射)や前方散乱
(レジスト内での反射)を図示している。
FIG. 3 (b) is an explanatory view of exposure and development, showing the backscattering (reflection from the substrate to be etched) and forward scattering (reflection in the resist) already described.

次の第3図(c),(d)は本発明の構成による照射
エネルギー強度曲線と従来の3層レジスト法による照射
エネルギー強度曲線とを示しており、縦軸はドーズ量の
逆数,横軸は矩形パターンの幅の1/2幅の寸法値であ
る。同図(d)より従来はパターン幅に応じてドーズ量
を変化させないと精度良いパターンが形成できなかつ
た。本発明では同図(a)に示しているように、同一の
ドーズ量によつて異なる幅パターンを高精度に形成でき
る。これより本発明にかかるパターン形成方法は種々の
混合寸法をもつパターンをも高精度に形成できることが
判る。
FIGS. 3 (c) and 3 (d) show an irradiation energy intensity curve according to the structure of the present invention and an irradiation energy intensity curve according to the conventional three-layer resist method, wherein the vertical axis is the reciprocal of the dose and the horizontal axis. Is a dimension value of a half width of the rectangular pattern. As shown in FIG. 3D, a pattern with high accuracy cannot be formed unless the dose is changed according to the pattern width. In the present invention, different width patterns can be formed with high precision by the same dose as shown in FIG. This indicates that the pattern forming method according to the present invention can form patterns having various mixed dimensions with high accuracy.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によればEB露
光を用いたマルチレイヤーリソグラフィ法において、高
精度パターンが一層簡単な形成工程で形成でき、ICなど
半導体装置の品質向上・スループットの向上に大きく寄
与するものである。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, in a multi-layer lithography method using EB exposure, a high-precision pattern can be formed in a simpler forming process, and the quality of a semiconductor device such as an IC is improved. -It greatly contributes to the improvement of throughput.

【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(f)が本発明にかかる原理図、 第2図(a)〜(d)は本発明にかかる実施例のパター
ン形成方法の工程順断面図、第3図(a)〜(d)は本
発明にかかるパターン形成方法の特徴・効果を説明する
図、 第4図(a),(b)は従来の1層のレジスト膜パター
ンを示す図、 第5図(a)〜(g)は従来の3層レジスト法によるパ
ターン形成方法の工程順断面図、 第6図(a)〜(e)は従来の2層レジスト法によるパ
ターン形成方法の工程順断面図である。 図において、1,11は被エッチング膜、3は下層、4は中
間層、5,6は上層、13は本発明にかかるパターン形成法
の下層(CMS膜)、14は本発明にかかるパターン形成法
の中間層(CMS膜)、15は本発明にかかるパターン形成
法の上層(PMSS膜)を示している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 (a) to 1 (f) are principle diagrams according to the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views in the order of steps of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 (a) to 3 (d) are views for explaining the features and effects of the pattern forming method according to the present invention, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) show a conventional one-layer resist film pattern. FIGS. 5 (a) to 5 (g) are step-by-step cross-sectional views of a conventional pattern forming method using a three-layer resist method, and FIGS. 6 (a) to (e) are pattern forming methods using a conventional two-layer resist method. FIG. In the figure, reference numerals 1 and 11 denote a film to be etched, 3 a lower layer, 4 an intermediate layer, 5 and 6 an upper layer, 13 a lower layer (CMS film) of the pattern forming method according to the present invention, and 14 a pattern forming method according to the present invention. An intermediate layer (CMS film) 15 of the method is an upper layer (PMSS film) of the pattern forming method according to the present invention.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被エッチング膜上に下層として酸素イオン
エッチングの可能な有機樹脂膜を塗布して固化し、中間
層として酸素イオンエッチングが可能で、コントラスト
の良い感光性レジスト膜、上層としてシリコンを含有し
且つ該中間層の感光性レジスト膜よりコントラストの低
い感光性レジスト膜を引き続いて形成し、 次いで、上層と中間層とを同時に露光・現像し、該上層
と中間層とをマスクにして前記下層を酸素イオンによつ
てエッチングしてパターンニングする工程が含まれてな
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
An organic resin film capable of being subjected to oxygen ion etching is applied as a lower layer on a film to be etched and solidified. A photosensitive resist film capable of performing oxygen ion etching and having a good contrast as an intermediate layer, and silicon as an upper layer. Containing and subsequently forming a photosensitive resist film having a lower contrast than the photosensitive resist film of the intermediate layer, then simultaneously exposing and developing the upper layer and the intermediate layer, and using the upper layer and the intermediate layer as a mask, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of etching and patterning a lower layer with oxygen ions.
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