JP2803999B2 - 半導体装置の微細パターン製造法 - Google Patents
半導体装置の微細パターン製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置を製造するた
めの方法に関し、特に半導体基板上に縮小露光装置の分
解能以下の精密な微細パターンを形成し、半導体装置の
集積度を向上させることができる半導体装置の微細パタ
ーン製造法に関するものである。
めの方法に関し、特に半導体基板上に縮小露光装置の分
解能以下の精密な微細パターンを形成し、半導体装置の
集積度を向上させることができる半導体装置の微細パタ
ーン製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体装置は多くの回路素子等を
受け入れ一層多くの情報を処理及び貯蔵することができ
るよう高集積化している。前記半導体装置の高集積化
は、回路素子及び前記回路素子等を接続させるための配
線等をできるだけ狭い領域に正確に形成するかに左右さ
れる。前記回路素子等及び配線等を精密に形成するため
には、エッチング及びイオン注入工程等にマクスとして
用いられる感光膜パターンを微細に形成しなければなら
ない。前記感光膜パターンは、通常的に感光膜の塗布、
露光、及び現象の工程により形成する。前記露光工程は
露光マスクにより選択的に露出する感光膜の表面に光を
照射する写真伝写装置、又は縮小露光装置（Step and R
epeat:以下“ステパー”という）により行われる。前記
ステパーは前記感光膜パターンを微細に区分する重要な
要素となり、前記ステパーがどの程度微細に形成するこ
とができるかの尺度をステパーの分解能という。前記ス
テパーの分解能は前記感光膜の表面に照射する光の波長
及び前記ステパーに含まれたレンズの口径により決定さ
れるため、ある限界以下に低くすることは困難である。
前記ステパーの分解能の制限により、前記感光膜パター
ンは一定限界以下に微細に形成することができず、回路
素子及び配線等も一定限界以下に微細に形成することが
できない。このため、半導体装置は一定限界以上に集積
化することができなかった。このような問題点を添付し
た図１を参照して説明する。
受け入れ一層多くの情報を処理及び貯蔵することができ
るよう高集積化している。前記半導体装置の高集積化
は、回路素子及び前記回路素子等を接続させるための配
線等をできるだけ狭い領域に正確に形成するかに左右さ
れる。前記回路素子等及び配線等を精密に形成するため
には、エッチング及びイオン注入工程等にマクスとして
用いられる感光膜パターンを微細に形成しなければなら
ない。前記感光膜パターンは、通常的に感光膜の塗布、
露光、及び現象の工程により形成する。前記露光工程は
露光マスクにより選択的に露出する感光膜の表面に光を
照射する写真伝写装置、又は縮小露光装置（Step and R
epeat:以下“ステパー”という）により行われる。前記
ステパーは前記感光膜パターンを微細に区分する重要な
要素となり、前記ステパーがどの程度微細に形成するこ
とができるかの尺度をステパーの分解能という。前記ス
テパーの分解能は前記感光膜の表面に照射する光の波長
及び前記ステパーに含まれたレンズの口径により決定さ
れるため、ある限界以下に低くすることは困難である。
前記ステパーの分解能の制限により、前記感光膜パター
ンは一定限界以下に微細に形成することができず、回路
素子及び配線等も一定限界以下に微細に形成することが
できない。このため、半導体装置は一定限界以上に集積
化することができなかった。このような問題点を添付し
た図１を参照して説明する。
【０００３】図１は、従来の微細パターン形成方法の露
光工程を説明するための半導体装置の断面を示す。図１
において、前記半導体装置は半導体基板１０の上部に順
次積層したエッチング対象物質１２及び感光膜１４を備
える。前記感光膜１４は、感光剤及び樹脂（resin ）等
が溶剤のソルベントに一定比率で溶解した感光剤及び樹
脂（Resin ）を含む感光液をスピン塗布又はスプレー方
法を用い、前記エッチング対象物質層１２の表面に均一
に塗布することにより形成される。
光工程を説明するための半導体装置の断面を示す。図１
において、前記半導体装置は半導体基板１０の上部に順
次積層したエッチング対象物質１２及び感光膜１４を備
える。前記感光膜１４は、感光剤及び樹脂（resin ）等
が溶剤のソルベントに一定比率で溶解した感光剤及び樹
脂（Resin ）を含む感光液をスピン塗布又はスプレー方
法を用い、前記エッチング対象物質層１２の表面に均一
に塗布することにより形成される。
【０００４】また、前記感光膜１４は露光マスク２０に
より選択的に照射される光によりパターン領域と非パタ
ーン領域に区分される。前記露光マスク２０は石英基板
１８と、前記石英基板１８の表面に形成した光遮断膜パ
ターン１８により形成される。前記光遮断膜パターン１
８は通常クロームにより形成される。このような露光工
程において、前記光遮断膜パターン１８は前記ステパー
の光分解能以上の大きさを有する。
より選択的に照射される光によりパターン領域と非パタ
ーン領域に区分される。前記露光マスク２０は石英基板
１８と、前記石英基板１８の表面に形成した光遮断膜パ
ターン１８により形成される。前記光遮断膜パターン１
８は通常クロームにより形成される。このような露光工
程において、前記光遮断膜パターン１８は前記ステパー
の光分解能以上の大きさを有する。
【０００５】また、前記非パターン領域の感光膜はＴＭ
ＡＨ（tetra methyiammonium hydroxide）を主原料とす
る弱アルカリ現象液により除かれ感光膜パターンを形成
することになる。上述した工程により形成される前記感
光膜パターンは、露光装置のステパー精密度、光の波長
等のような多くの制約要因によりある程度（例えば、0.
4 μm のパターン間隔）以下に微細に形成することがで
きない。これを詳しく説明すると、前記ステパーの分解
能Ｒは Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡ で表現され、ここでｋは工程常数、λは光源の光波長、
またNAはステパーのレンズ口径に係わる常数である。
ＡＨ（tetra methyiammonium hydroxide）を主原料とす
る弱アルカリ現象液により除かれ感光膜パターンを形成
することになる。上述した工程により形成される前記感
光膜パターンは、露光装置のステパー精密度、光の波長
等のような多くの制約要因によりある程度（例えば、0.
4 μm のパターン間隔）以下に微細に形成することがで
きない。これを詳しく説明すると、前記ステパーの分解
能Ｒは Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡ で表現され、ここでｋは工程常数、λは光源の光波長、
またNAはステパーのレンズ口径に係わる常数である。
【０００６】前記式で表示された光の波長、レンズ口径
及び工程常数は一定限界以下に調節することができず、
このために前記ステパーの分解能は一定限界以下の値を
有することができない。例えば、波長が各々436 、365
及び248nm のＧーライン、ｉ−ライン及びエキシマレー
ザを光源とするステパーの工程分解能としては約0.7、
0.5 又は0.3 μm 程度の大きさのパターンが限界であ
る。
及び工程常数は一定限界以下に調節することができず、
このために前記ステパーの分解能は一定限界以下の値を
有することができない。例えば、波長が各々436 、365
及び248nm のＧーライン、ｉ−ライン及びエキシマレー
ザを光源とするステパーの工程分解能としては約0.7、
0.5 又は0.3 μm 程度の大きさのパターンが限界であ
る。
【０００７】また、光遮断膜パターン１８は前記ステパ
ー分解能よりは大きい以下の間隔をおいて互いに離隔し
ている。これは前記光遮断膜パターン１８の間の間隔が
前記ステパーの分解能より小さい場合、前記光遮断膜パ
ターン１８の間での光の回折により望む面積の領域より
一層大きい面積の感光膜が露光するためである。
ー分解能よりは大きい以下の間隔をおいて互いに離隔し
ている。これは前記光遮断膜パターン１８の間の間隔が
前記ステパーの分解能より小さい場合、前記光遮断膜パ
ターン１８の間での光の回折により望む面積の領域より
一層大きい面積の感光膜が露光するためである。
【０００８】図１で説明した感光膜パターン形成方法に
よる微細パターン化の限界を克服するため、数回の露光
工程を繰り返し進行する多層感光膜方法、光の位相を反
転させ隣接パターンを通った光との干渉による露光効果
を減少させる位相反転マスキング方法、また、感光膜の
表皮層に部分的に形成した有機金属物質と結合した比較
的固い上部層を用いたプラズマエッチング工程により、
感光膜パターンを形成する上部面イメージング（top su
rface imaging : 以下TSI という）方法等が行なわれて
いる。
よる微細パターン化の限界を克服するため、数回の露光
工程を繰り返し進行する多層感光膜方法、光の位相を反
転させ隣接パターンを通った光との干渉による露光効果
を減少させる位相反転マスキング方法、また、感光膜の
表皮層に部分的に形成した有機金属物質と結合した比較
的固い上部層を用いたプラズマエッチング工程により、
感光膜パターンを形成する上部面イメージング（top su
rface imaging : 以下TSI という）方法等が行なわれて
いる。
【０００９】しかし、前記の多層感光膜方法は感光膜の
パターン形成工程が複雑になる問題点を有しており、ま
た、位相反転マスキング方法は露光マスクのパターン形
成工程が複雑になる問題点を有している。共に、前記多
層感光膜方法及び位相反転マスキング方法は開発費用が
高い別途の装備等を用いなければならないので、半導体
装置の製造単価を上昇させる問題点を抱えている。
パターン形成工程が複雑になる問題点を有しており、ま
た、位相反転マスキング方法は露光マスクのパターン形
成工程が複雑になる問題点を有している。共に、前記多
層感光膜方法及び位相反転マスキング方法は開発費用が
高い別途の装備等を用いなければならないので、半導体
装置の製造単価を上昇させる問題点を抱えている。
【００１０】一方、前記TSI 方法は感光膜の表皮層を選
択的に露光し露光された感光膜の表皮層にシリコンを拡
散させるデェザイアー（ＤＥＳＩＲＥ）（diffusion en
hanced silylated resist ：以下DESIREという。）工程
を含んでいる。前記ＤＥＳＩＲＥ工程は前記感光膜の表
皮層だけが選択的に露光することができるよう、小さい
エネルギーの光を非常に短い期間の間、感光膜に照射す
ることができるよう調節しなければいけない。しかし、
前記ＤＥＳＩＲＥ工程は露光時間を正確に調節すること
が困難なので感光膜が露光される領域が望む面積より大
きくする。このため、前記TSI 方法は感光膜を微細に形
成することができなかった。参考に、前記ＤＥＳＩＲＥ
工程を図２を参照して説明する。
択的に露光し露光された感光膜の表皮層にシリコンを拡
散させるデェザイアー（ＤＥＳＩＲＥ）（diffusion en
hanced silylated resist ：以下DESIREという。）工程
を含んでいる。前記ＤＥＳＩＲＥ工程は前記感光膜の表
皮層だけが選択的に露光することができるよう、小さい
エネルギーの光を非常に短い期間の間、感光膜に照射す
ることができるよう調節しなければいけない。しかし、
前記ＤＥＳＩＲＥ工程は露光時間を正確に調節すること
が困難なので感光膜が露光される領域が望む面積より大
きくする。このため、前記TSI 方法は感光膜を微細に形
成することができなかった。参考に、前記ＤＥＳＩＲＥ
工程を図２を参照して説明する。
【００１１】図２は、DESIRE工程を説明する半導体装置
の断面を示す。図２において、前記半導体装置は半導体
基板１０の上部に順次積層したエッチング対象物質層１
２及び感光膜１４を備える。前記感光膜１４の表皮層は
石英基板１６にクロームパターン層１８が形成された露
光マスク２０を通過して照射する248nm の短波長を有す
る光ビームにより選択的に露光される。前記感光膜１４
はシリコン（Si）を含む有機金属物質ガスに露出して浸
透する前記シリコン（Si）によりシリレーション層２２
を形成する。
の断面を示す。図２において、前記半導体装置は半導体
基板１０の上部に順次積層したエッチング対象物質層１
２及び感光膜１４を備える。前記感光膜１４の表皮層は
石英基板１６にクロームパターン層１８が形成された露
光マスク２０を通過して照射する248nm の短波長を有す
る光ビームにより選択的に露光される。前記感光膜１４
はシリコン（Si）を含む有機金属物質ガスに露出して浸
透する前記シリコン（Si）によりシリレーション層２２
を形成する。
【００１２】この際、前記露光の感光膜１４の表皮層に
は、非露光した感光膜１４の表皮層の拡散速度及び前記
シリコン（Si）との反応速度差により非露光の感光膜１
４の表皮層に比べて厚い厚さのシリレーション層が形成
される。前記露光の感光膜１４の表皮層に形成したシリ
レーション層２２は中間部分では厚い厚さを有し、外縁
側に行くほど薄い厚さを有する。また、前記シリレーシ
ョン層２２はプラズマに対し前記感光膜１４より耐性の
強い堅固な構造を有する。
は、非露光した感光膜１４の表皮層の拡散速度及び前記
シリコン（Si）との反応速度差により非露光の感光膜１
４の表皮層に比べて厚い厚さのシリレーション層が形成
される。前記露光の感光膜１４の表皮層に形成したシリ
レーション層２２は中間部分では厚い厚さを有し、外縁
側に行くほど薄い厚さを有する。また、前記シリレーシ
ョン層２２はプラズマに対し前記感光膜１４より耐性の
強い堅固な構造を有する。
【００１３】その次に、前記シリレーション層２２をマ
スクとして前記エッチング対象物質層１２が部分的に露
出するよう、酸素プラズマで前記シリコン（Si）が含ま
れない感光膜１４を除去して感光膜パターンを形成す
る。また、前記感光膜パターンをマスクして露出する加
工対象物質層１２をエッチングしたり、又は前記露出し
た加工対象物質層１２にイオン物質を注入する。また、
前記エッチング工程又はイオン注入工程後、前記感光膜
パターンは酸素プラズマによるエッチング工程、有機溶
媒を用いたエッチング工程、又は有機酸溶媒を用いたエ
ッチング工程により除去される。
スクとして前記エッチング対象物質層１２が部分的に露
出するよう、酸素プラズマで前記シリコン（Si）が含ま
れない感光膜１４を除去して感光膜パターンを形成す
る。また、前記感光膜パターンをマスクして露出する加
工対象物質層１２をエッチングしたり、又は前記露出し
た加工対象物質層１２にイオン物質を注入する。また、
前記エッチング工程又はイオン注入工程後、前記感光膜
パターンは酸素プラズマによるエッチング工程、有機溶
媒を用いたエッチング工程、又は有機酸溶媒を用いたエ
ッチング工程により除去される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のDE
SIREの工程は、露光工程の際に低い光エネルギーの光ビ
ームを用いてパターン領域と非パターン領域を区別しな
ければならない。これは、高いエネルギーで露光する場
合パターンで予定されていない非露光領域にもシリレー
ション層が形成され精密なパターン形成が不可能なため
である。よって、露光時間で調節する露光エネルギーを
低い水準に維持するため露光時間をある程度以下、例え
ば0.5 μm 以下の微細パターンでは200msec 以下の露光
時間水準を維持すべきであり、このような低い露光時間
の調節が難しい問題点を有する。
SIREの工程は、露光工程の際に低い光エネルギーの光ビ
ームを用いてパターン領域と非パターン領域を区別しな
ければならない。これは、高いエネルギーで露光する場
合パターンで予定されていない非露光領域にもシリレー
ション層が形成され精密なパターン形成が不可能なため
である。よって、露光時間で調節する露光エネルギーを
低い水準に維持するため露光時間をある程度以下、例え
ば0.5 μm 以下の微細パターンでは200msec 以下の露光
時間水準を維持すべきであり、このような低い露光時間
の調節が難しい問題点を有する。
【００１５】また、前記のDESIRE工程は通常の感光膜パ
ターンよりは微細なパターンの形成が可能であるが、そ
れなりの限界を有し、前記シリレーション層が円弧状に
形成されるのでパターンの線幅の調節が難しく微細パタ
ーン、例えば0.3 μm 以下の微細パターン形成が難しい
問題点を有する。感光膜パターンの微細化の制限は半導
体装置の集積度の限界を制限する。
ターンよりは微細なパターンの形成が可能であるが、そ
れなりの限界を有し、前記シリレーション層が円弧状に
形成されるのでパターンの線幅の調節が難しく微細パタ
ーン、例えば0.3 μm 以下の微細パターン形成が難しい
問題点を有する。感光膜パターンの微細化の制限は半導
体装置の集積度の限界を制限する。
【００１６】本発明の目的は、半導体基板上に縮小露光
装置の分解能以下の精密な微細パターンを形成し、半導
体装置の集積度を向上させることができる半導体装置の
微細パターン製造法を提供することにある。
装置の分解能以下の精密な微細パターンを形成し、半導
体装置の集積度を向上させることができる半導体装置の
微細パターン製造法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決しようとする手段】前記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の微細パターン製造方法は半導
体基板の上部の一平面上に形成する多数の微細パターン
等を飛越選択して第１及び第２露光マスクを形成する工
程と、前記半導体基板の上部に有機物質層を塗布する工
程と、前記第１露光マスクを用いて前記有機物質層をパ
ターンニングする工程と、前記有機物質層パターンの上
部に感光膜を形成する工程と、前記第２露光マスクを用
いて前記感光膜をパターンニングし前記有機物質層パタ
ーンの間に感光膜パターンを形成する工程を含む。
め、本発明の半導体装置の微細パターン製造方法は半導
体基板の上部の一平面上に形成する多数の微細パターン
等を飛越選択して第１及び第２露光マスクを形成する工
程と、前記半導体基板の上部に有機物質層を塗布する工
程と、前記第１露光マスクを用いて前記有機物質層をパ
ターンニングする工程と、前記有機物質層パターンの上
部に感光膜を形成する工程と、前記第２露光マスクを用
いて前記感光膜をパターンニングし前記有機物質層パタ
ーンの間に感光膜パターンを形成する工程を含む。
【００１８】
【作用】前記構成により本発明は一つの露光マクスに形
成される場合より二倍以上の光分解能を得ることがで
き、非常に大きい工程マージンを有することができる。
また、本発明は既存のステパーを用いて微細パターンを
精密に形成することができ、一歩進んで半導体装置の集
積度を一定な限界（例えば、64M 又は264M）以上に向上
させることができる。
成される場合より二倍以上の光分解能を得ることがで
き、非常に大きい工程マージンを有することができる。
また、本発明は既存のステパーを用いて微細パターンを
精密に形成することができ、一歩進んで半導体装置の集
積度を一定な限界（例えば、64M 又は264M）以上に向上
させることができる。
【００１９】
【実施例】図３乃至図４は、本発明の第１実施例による
半導体装置の微細パターン製造法に用いる露光マスク等
の断面を示す。図３を参照すると、第１透明基板２４に
形成した第１光遮断膜パターン２６が形成した第１露光
マスク２３が説明されている。前記第１透明基板２４は
石英（Quartz）で形成され、前記第１光遮断膜パターン
２６はクロームにより形成される。図４には、透明基板
３０の表面に形成した第２光遮断膜パターン３２を備え
た第２露光マスク２８が示されている。前記第１光遮断
膜パターン３２は前記第１光遮断膜パターン２６と重な
らないよう前記第１光遮断膜パターン２６の間の中間部
分に位置する。また、前記第２光遮断膜パターン３２は
クロームにより形成され、前記第２透明基板３０は石英
（Quartz）により形成される。結果的に、前記第１及び
第２光遮断膜パターン２６、３２は第１及び第２透明基
板２４、３０での光ビームの透過面積ができるだけ大き
くなるようにする。再び説明すれば、前記第１及び第２
光遮断膜パターン２６、３２は、パターンの間の離隔距
離をできるだけ大きくして光ビームの回折現象が発生し
ないようする。
半導体装置の微細パターン製造法に用いる露光マスク等
の断面を示す。図３を参照すると、第１透明基板２４に
形成した第１光遮断膜パターン２６が形成した第１露光
マスク２３が説明されている。前記第１透明基板２４は
石英（Quartz）で形成され、前記第１光遮断膜パターン
２６はクロームにより形成される。図４には、透明基板
３０の表面に形成した第２光遮断膜パターン３２を備え
た第２露光マスク２８が示されている。前記第１光遮断
膜パターン３２は前記第１光遮断膜パターン２６と重な
らないよう前記第１光遮断膜パターン２６の間の中間部
分に位置する。また、前記第２光遮断膜パターン３２は
クロームにより形成され、前記第２透明基板３０は石英
（Quartz）により形成される。結果的に、前記第１及び
第２光遮断膜パターン２６、３２は第１及び第２透明基
板２４、３０での光ビームの透過面積ができるだけ大き
くなるようにする。再び説明すれば、前記第１及び第２
光遮断膜パターン２６、３２は、パターンの間の離隔距
離をできるだけ大きくして光ビームの回折現象が発生し
ないようする。
【００２０】また図５乃至図８は、本発明の第１実施例
による半導体装置の微細パターン製造法を段階的に説明
するための半導体装置の断面図を示す。図５を参照する
と、下部層３４の上部に積層した有機物質層３６及び第
１感光膜３８を備える半導体装置が説明されている。前
記下部層３４は図示してはいないが半導体基板の上部に
位置し、また、前記有機物質層３６は反射防止膜に用い
られる。
による半導体装置の微細パターン製造法を段階的に説明
するための半導体装置の断面図を示す。図５を参照する
と、下部層３４の上部に積層した有機物質層３６及び第
１感光膜３８を備える半導体装置が説明されている。前
記下部層３４は図示してはいないが半導体基板の上部に
位置し、また、前記有機物質層３６は反射防止膜に用い
られる。
【００２１】図３の工程で形成した第１露光マクスを用
いて有機物質層をパターンニングする。前記第１感光膜
３８は、図３の工程で形成した第１露光マクス２３を通
過して照射する光ビームにより選択的に露光される。
いて有機物質層をパターンニングする。前記第１感光膜
３８は、図３の工程で形成した第１露光マクス２３を通
過して照射する光ビームにより選択的に露光される。
【００２２】前記第１感光膜３８の露光領域は、前記有
機物質層３６が部分的に露出するよう図６のように除去
され第１感光膜パターン38A を形成する。さらに、前記
第１感光膜パターン38A により部分的に露出した前記有
機物質層３６は、エッチング工程により除去され有機物
質層パターン36A を形成する。前記有機物質層パターン
36A は前記下部層３４を選択的に露出させる。前記第１
感光膜パターン38A は前記有機物質層パターン36A が形
成された後除去される。
機物質層３６が部分的に露出するよう図６のように除去
され第１感光膜パターン38A を形成する。さらに、前記
第１感光膜パターン38A により部分的に露出した前記有
機物質層３６は、エッチング工程により除去され有機物
質層パターン36A を形成する。前記有機物質層パターン
36A は前記下部層３４を選択的に露出させる。前記第１
感光膜パターン38A は前記有機物質層パターン36A が形
成された後除去される。
【００２３】図７において、前記半導体装置は前記有機
物質層パターン36A 及び前記露出した下部層３４の上部
に塗布された第２感光膜４０を追加して備える。前記第
２感光膜４０は図４の工程で形成した前記第２露光マス
ク２８を経て照射する光ビームにより選択的に露光され
る。
物質層パターン36A 及び前記露出した下部層３４の上部
に塗布された第２感光膜４０を追加して備える。前記第
２感光膜４０は図４の工程で形成した前記第２露光マス
ク２８を経て照射する光ビームにより選択的に露光され
る。
【００２４】前記第２感光膜４０の露光した領域は、図
８に示したように、前記有機物質層パターン36A が完全
に露出するよう除去され第２感光膜パターン40A を形成
する。また、前記第２感光膜パターン40A は前記有機物
質層パターン36A の間に位置する。そして、前記第２感
光膜パターン40A 及び前記有機物質層パターン36A は、
前記下部層３４を部分的に露出させる一つの微細パター
ンのマスクとして用いられる。
８に示したように、前記有機物質層パターン36A が完全
に露出するよう除去され第２感光膜パターン40A を形成
する。また、前記第２感光膜パターン40A は前記有機物
質層パターン36A の間に位置する。そして、前記第２感
光膜パターン40A 及び前記有機物質層パターン36A は、
前記下部層３４を部分的に露出させる一つの微細パター
ンのマスクとして用いられる。
【００２５】図９乃至図１３は、本発明の第２実施例に
よる半導体装置の微細パターン製造法を段階別に説明す
るための半導体装置の断面を示す。
よる半導体装置の微細パターン製造法を段階別に説明す
るための半導体装置の断面を示す。
【００２６】図９を参照すると、前記半導体装置は下部
層４２の上部に順次形成された第１感光膜４４、中間層
４６、有機物質層４８、及び第２感光膜５０を備える。
前記下部層４２は図示しない半導体基板の表面に形成さ
れたものであり、また、パターン化しようとするパター
ン対象物質である。また、前記中間膜４６はSOG （Spin
on Glass ）膜で形成し、前記有機物質層４８は反射防
止膜に用いられる。また、前記第２感光膜５０は第１露
光マクス５２を通過して照射される光ビームにより選択
的に露光される。前記第１露光マスク５２は石英（Quar
tz）でなる第１透明基板５４と、前記第１透明基板５４
の上部に形成された光遮断膜パターン５６で構成され
る。また、前記光遮断膜パターン５６はクロームにより
形成される。
層４２の上部に順次形成された第１感光膜４４、中間層
４６、有機物質層４８、及び第２感光膜５０を備える。
前記下部層４２は図示しない半導体基板の表面に形成さ
れたものであり、また、パターン化しようとするパター
ン対象物質である。また、前記中間膜４６はSOG （Spin
on Glass ）膜で形成し、前記有機物質層４８は反射防
止膜に用いられる。また、前記第２感光膜５０は第１露
光マクス５２を通過して照射される光ビームにより選択
的に露光される。前記第１露光マスク５２は石英（Quar
tz）でなる第１透明基板５４と、前記第１透明基板５４
の上部に形成された光遮断膜パターン５６で構成され
る。また、前記光遮断膜パターン５６はクロームにより
形成される。
【００２７】また、パターン対象物質層を感光物質で構
成することもできる。
成することもできる。
【００２８】前記第２感光膜５０の露光した領域等は、
前記有機物質層４８が選択的に露出するよう除去されて
第２感光膜パターン（図示せず）を形成する。前記第２
感光膜パターンにより選択的に露出した前記有機物質層
４８は、エッチング工程により選択的に除去され図１０
に示したような有機物質層パターン48A を形成する。前
記有機物質層パターン48A が形成された後、前記有機物
質層パターン48A の上部に位置した前記第２感光膜パタ
ーンは除去される。また、前記有機物質層パターン48A
は前記中間層４６を選択的に露出させる。
前記有機物質層４８が選択的に露出するよう除去されて
第２感光膜パターン（図示せず）を形成する。前記第２
感光膜パターンにより選択的に露出した前記有機物質層
４８は、エッチング工程により選択的に除去され図１０
に示したような有機物質層パターン48A を形成する。前
記有機物質層パターン48A が形成された後、前記有機物
質層パターン48A の上部に位置した前記第２感光膜パタ
ーンは除去される。また、前記有機物質層パターン48A
は前記中間層４６を選択的に露出させる。
【００２９】図１１において、前記半導体装置は前記部
分的に露出した中間層４６及び前記有機物質層パターン
48A の上部に塗布した第３感光膜５８を追加して備え
る。前記第３感光膜５８は第２露光マスク６０を通過し
て照射する光ビームにより選択的に露光させる。前記第
２露光マスク６０は石英（Quartz）でなる第２透明基板
６２と、前記第２透明基板６２の上部に形成した第２光
遮断膜パターン６４を備える。前記第２光遮断膜パター
ン６４はクロームで形成されたもので、前記第１光遮断
膜パターン５６の間に位置して前記第１光遮断膜パター
ン５６と重ならない。
分的に露出した中間層４６及び前記有機物質層パターン
48A の上部に塗布した第３感光膜５８を追加して備え
る。前記第３感光膜５８は第２露光マスク６０を通過し
て照射する光ビームにより選択的に露光させる。前記第
２露光マスク６０は石英（Quartz）でなる第２透明基板
６２と、前記第２透明基板６２の上部に形成した第２光
遮断膜パターン６４を備える。前記第２光遮断膜パター
ン６４はクロームで形成されたもので、前記第１光遮断
膜パターン５６の間に位置して前記第１光遮断膜パター
ン５６と重ならない。
【００３０】前記第１光遮断膜パターン５６は隣接した
パターンと光ビームの波長に比べ大きい距離をおいて離
隔し光ビームの回折現象が発生しないようにする。同様
に、前記第２光遮断膜パターン６４も隣接したパターン
と前記光ビームの波長に比べ非常に大きい距離をおいて
離隔し光ビームの回折現象を防止する。
パターンと光ビームの波長に比べ大きい距離をおいて離
隔し光ビームの回折現象が発生しないようにする。同様
に、前記第２光遮断膜パターン６４も隣接したパターン
と前記光ビームの波長に比べ非常に大きい距離をおいて
離隔し光ビームの回折現象を防止する。
【００３１】前記第３感光膜５８の露光した領域等は、
図１２に示したように除去され第３感光膜パターン58A
を形成する。前記第３感光膜パターン５８は前記中間層
４６の上部の前記有機物質層パターン48A の間に位置す
る。結果的に、前記第３感光膜パターン58A 及び前記有
機物質層パターン48A は、一つの微細パターンを有する
一つのマスクとして用いられ前記中間層４６を選択的に
露出させる。また、前記第３感光膜パターン58A 及び前
記有機物質層パターン48A により選択的に露出した前記
中間層４６は、エッチング工程により除かれ第１感光膜
を部分的に露出させる中間層パターン46A を形成する。
図１２に示したように除去され第３感光膜パターン58A
を形成する。前記第３感光膜パターン５８は前記中間層
４６の上部の前記有機物質層パターン48A の間に位置す
る。結果的に、前記第３感光膜パターン58A 及び前記有
機物質層パターン48A は、一つの微細パターンを有する
一つのマスクとして用いられ前記中間層４６を選択的に
露出させる。また、前記第３感光膜パターン58A 及び前
記有機物質層パターン48A により選択的に露出した前記
中間層４６は、エッチング工程により除かれ第１感光膜
を部分的に露出させる中間層パターン46A を形成する。
【００３２】前記中間層パターン46A により露出する前
記第１感光膜４４は、Ｏ2 プラズマを用いたエッチング
工程により選択的に除かれ第１感光膜パターン44A を形
成する。前記第１感光膜４４のエッチング工程の際、前
記第３感光膜パターン58A 及び前記有機物質層パターン
48A も前記Ｏ2 プラズマにより共に除かれる。この際、
前記中間層パターン46A は下部に位置した前記第１感光
膜パターン44A がエッチングされることを防止するエッ
チング定置層に用いられる。前記第１感光膜パターン44
A は前記下部層４２の表面を細かく部分的に露出させ
る。前記中間層パターン46A 及び前記第１感光膜パター
ン44A は、前記第１光遮断膜パターン５６及び第２光遮
断膜パターン６４が合わされた非常に微細なパターンを
有する。また、前記下部層４２は前記第１感光膜パター
ン44A をマスクとして用いるエッチング工程により微細
にパターン化することができる。（図13参照）
記第１感光膜４４は、Ｏ2 プラズマを用いたエッチング
工程により選択的に除かれ第１感光膜パターン44A を形
成する。前記第１感光膜４４のエッチング工程の際、前
記第３感光膜パターン58A 及び前記有機物質層パターン
48A も前記Ｏ2 プラズマにより共に除かれる。この際、
前記中間層パターン46A は下部に位置した前記第１感光
膜パターン44A がエッチングされることを防止するエッ
チング定置層に用いられる。前記第１感光膜パターン44
A は前記下部層４２の表面を細かく部分的に露出させ
る。前記中間層パターン46A 及び前記第１感光膜パター
ン44A は、前記第１光遮断膜パターン５６及び第２光遮
断膜パターン６４が合わされた非常に微細なパターンを
有する。また、前記下部層４２は前記第１感光膜パター
ン44A をマスクとして用いるエッチング工程により微細
にパターン化することができる。（図13参照）
【００３３】図１４乃至図２０は、本発明の第３実施例
による微細パターン製造法を説明するための半導体装置
の断面を示す。図１４を参照すると、前記半導体装置は
半導体基板６６の上部に順次積層したポリシリコン層６
８及び第１感光膜７０を備える。前記第１感光膜７０は
露光されない領域にパターン化するポジティブ（Positi
ve）感光液を前記ポリシリコン層６８の上部に塗布する
ことにより形成される。また、前記第１感光膜７０は第
１露光マスク７２を用いて選択的に一次露光しパターン
化される領域を定義する。この際、前記第１露光マスク
７２は第１石英基板７４上に第１光遮断膜パターン７６
等が形成されており、前記第１光遮断膜パターン７６等
は形成しようとするパターン等の内で一つ置きに一つず
つ形成されているものである。即ち、形成しようとする
感光膜パターンの線幅が0.2 μm であり、パターン間の
間隔が0.2μm で１ピッチが0.4 μm の場合を例に挙げ
れば、前記第１露光マスク７２から光遮断膜パターン７
６の線幅は0.2 μm であり、間隔は0.6 μm で、１ピッ
チが0.8 μm である。従って、回折の現象は生じない。
による微細パターン製造法を説明するための半導体装置
の断面を示す。図１４を参照すると、前記半導体装置は
半導体基板６６の上部に順次積層したポリシリコン層６
８及び第１感光膜７０を備える。前記第１感光膜７０は
露光されない領域にパターン化するポジティブ（Positi
ve）感光液を前記ポリシリコン層６８の上部に塗布する
ことにより形成される。また、前記第１感光膜７０は第
１露光マスク７２を用いて選択的に一次露光しパターン
化される領域を定義する。この際、前記第１露光マスク
７２は第１石英基板７４上に第１光遮断膜パターン７６
等が形成されており、前記第１光遮断膜パターン７６等
は形成しようとするパターン等の内で一つ置きに一つず
つ形成されているものである。即ち、形成しようとする
感光膜パターンの線幅が0.2 μm であり、パターン間の
間隔が0.2μm で１ピッチが0.4 μm の場合を例に挙げ
れば、前記第１露光マスク７２から光遮断膜パターン７
６の線幅は0.2 μm であり、間隔は0.6 μm で、１ピッ
チが0.8 μm である。従って、回折の現象は生じない。
【００３４】図15を参照すると、前記第１感光膜７０
は、Ｓｉを含む有機金属物質に露出してシリレーション
層７８及び第１感光膜パターン70A を形成する。前記は
シリレーション層７８は前記第１感光膜７０の露光領域
に前記Ｓｉ原子が浸透することにより形成される。ま
た、前記第１感光膜パターン70A は前記シリレーション
層７８が形成することにより区分される。
は、Ｓｉを含む有機金属物質に露出してシリレーション
層７８及び第１感光膜パターン70A を形成する。前記は
シリレーション層７８は前記第１感光膜７０の露光領域
に前記Ｓｉ原子が浸透することにより形成される。ま
た、前記第１感光膜パターン70A は前記シリレーション
層７８が形成することにより区分される。
【００３５】また、前記シリレーション層７８及び前記
第１感光膜パターン70A は熱処理される。さらに、前記
シリレーション層７８及び前記第１感光膜パターン70A
の上部にはポジティブ感光液を塗布することにより、図
１６のような第２感光膜８０が形成される。前記第２感
光膜８０は第２露光マスク８２を経て照射する光ビーム
により選択的に露光されパターン化する非露光領域と取
り除かれる露光領域に区別される。前記第２露光マスク
８２は第２石英基板８４と、前記石英基板８４の上部に
形成した第２光遮断膜パターン８６を備える。前記第２
露光マスク８２に含まれた前記第２光遮断膜パターン８
６は前記第１露光マスク７２に含まれた前記第１光遮断
膜パターン７６と行き違って重ならないように形成され
ている。即ち、線幅0.2 μm 、間隔0.6 μm で１ピッチ
が0.8 μm の前記第２光遮断膜パターン８６が、前記第
１露光マスク７２の第１光遮断膜パターン７６等と行き
違う位置に形成されている。
第１感光膜パターン70A は熱処理される。さらに、前記
シリレーション層７８及び前記第１感光膜パターン70A
の上部にはポジティブ感光液を塗布することにより、図
１６のような第２感光膜８０が形成される。前記第２感
光膜８０は第２露光マスク８２を経て照射する光ビーム
により選択的に露光されパターン化する非露光領域と取
り除かれる露光領域に区別される。前記第２露光マスク
８２は第２石英基板８４と、前記石英基板８４の上部に
形成した第２光遮断膜パターン８６を備える。前記第２
露光マスク８２に含まれた前記第２光遮断膜パターン８
６は前記第１露光マスク７２に含まれた前記第１光遮断
膜パターン７６と行き違って重ならないように形成され
ている。即ち、線幅0.2 μm 、間隔0.6 μm で１ピッチ
が0.8 μm の前記第２光遮断膜パターン８６が、前記第
１露光マスク７２の第１光遮断膜パターン７６等と行き
違う位置に形成されている。
【００３６】また前記第２感光膜８０の露光領域は、図
１７に示したように、取り除かれ第２感光膜パターン80
A が形成されるようにする。前記第２感光膜パターン80
A は前記第１感光膜パターン70A を全て露出させ、また
前記シリレーション層７８を部分的に露出させる。
１７に示したように、取り除かれ第２感光膜パターン80
A が形成されるようにする。前記第２感光膜パターン80
A は前記第１感光膜パターン70A を全て露出させ、また
前記シリレーション層７８を部分的に露出させる。
【００３７】前記第２感光膜パターン80A により部分的
に露出した前記シリレーション層７８は、反応性イオン
エッチング方法により異方性エッチングし、図１８に示
しように、前記ポリシリコン層６８を部分的に露出させ
るシリレーション層パターン78A を形成する。この際、
前記反応性イオンエッチング方法は前記シリレーション
層７８が速い時間内にエッチングされるようにして前記
第１感光膜パターン70A が取り除かれないようにする。
そして、前記第２感光膜パターン70A の下部に位置した
前記シリレーション層パターン78A と前記第１感光膜パ
ターン70A は、線幅が0.2 μm で、間隔0.2 μm 、ま
た、ピッチが0.4 μm の微細パターンを形成する。
に露出した前記シリレーション層７８は、反応性イオン
エッチング方法により異方性エッチングし、図１８に示
しように、前記ポリシリコン層６８を部分的に露出させ
るシリレーション層パターン78A を形成する。この際、
前記反応性イオンエッチング方法は前記シリレーション
層７８が速い時間内にエッチングされるようにして前記
第１感光膜パターン70A が取り除かれないようにする。
そして、前記第２感光膜パターン70A の下部に位置した
前記シリレーション層パターン78A と前記第１感光膜パ
ターン70A は、線幅が0.2 μm で、間隔0.2 μm 、ま
た、ピッチが0.4 μm の微細パターンを形成する。
【００３８】前記第１及び第２感光膜パターン70A 、80
A により露出する前記ポリシリコン層２７は通常の異方
性エッチング方法により除去され、図１９に示すよう
に、前記半導体基板２６を部分的に露出させるポリシリ
コン層パターン68A を形成する。
A により露出する前記ポリシリコン層２７は通常の異方
性エッチング方法により除去され、図１９に示すよう
に、前記半導体基板２６を部分的に露出させるポリシリ
コン層パターン68A を形成する。
【００３９】さらに、前記ポリシリコン層パターン68A
の上部に位置する前記第１感光膜パターン70A 及びシリ
レーション層パターン78A と、前記シリレーション層パ
ターン78A の上部に位置する第２感光膜パターン80A
は、図２０に示したように除去される。
の上部に位置する前記第１感光膜パターン70A 及びシリ
レーション層パターン78A と、前記シリレーション層パ
ターン78A の上部に位置する第２感光膜パターン80A
は、図２０に示したように除去される。
【００４０】前記でポジティブ感光膜等を例に挙げた
が、前記第１及び第２感光膜をポジティプ／ネガティブ
を適切に調節し、これに適切な露光マスクを用いても微
細パターンを形成することができることは勿論である。
従って、本発明の方法を用いると0.7 μm 程度の工程上
の分解能を有するＧ−ラインステパーでも、充分に0.35
μm 又はそれ以下の分解能を有するｉーライン又はアク
シマレーザーステパーのような分解能を実現することが
可能であり、0.5 μm の生産工程分解能を有するｉーラ
インステパーとしては0.2 μm 以下の極微細パターン形
成も実現することができる。
が、前記第１及び第２感光膜をポジティプ／ネガティブ
を適切に調節し、これに適切な露光マスクを用いても微
細パターンを形成することができることは勿論である。
従って、本発明の方法を用いると0.7 μm 程度の工程上
の分解能を有するＧ−ラインステパーでも、充分に0.35
μm 又はそれ以下の分解能を有するｉーライン又はアク
シマレーザーステパーのような分解能を実現することが
可能であり、0.5 μm の生産工程分解能を有するｉーラ
インステパーとしては0.2 μm 以下の極微細パターン形
成も実現することができる。
【００４１】図２１乃至図２６は、本発明の第４実施例
による半導体装置の微細パターン製造法を段階別に説明
するための半導体装置の断面を示す。
による半導体装置の微細パターン製造法を段階別に説明
するための半導体装置の断面を示す。
【００４２】図２１において、前記半導体装置は半導体
基板８８の上部に順次積層したポリシリコン層９０、第
１感光膜９２、中間層９４、及び第２感光膜９６を備え
る。前記中間層９４はSOG(Spin on Glass)を前記第１感
光膜９２に塗布したことにより形成され、前記第１及び
第２感光膜９２、９６は非露光領域がパターン化するポ
ジティプ感光液を前記ポリシリコン層９０及び前記中間
層９４の上部にスピーン塗布又はスプレー方法を用いて
塗布することにより形成される。前記SOG 層９４はＰＳ
Ｇ（phospho silicate glass）、ＢＰＳＧ（boro phosp
ho silicate glass ）、ＵＡＧ（undoped silicate gal
ss）等のガラス物質で形成される。前記第２感光膜９６
は第１露光マスク９８を経て照射される光ビームにより
選択的に露光されて露光領域と非露光領域に区別され
る。前記第１露光マスク９８は第１石英基板１００と、
前記第１石英基板１００の上部に形成した第１光遮断膜
パターン１０２を備える。前記第１石英基板１００は光
ビームを通過させる性質を有し、前記第１光遮断膜パタ
ーン１０２はクロームで形成される。また、前記第１光
遮断膜パターン１０２は形成しようとするパターン等の
内から一つ置きに一つずつ抽出して形成する。
基板８８の上部に順次積層したポリシリコン層９０、第
１感光膜９２、中間層９４、及び第２感光膜９６を備え
る。前記中間層９４はSOG(Spin on Glass)を前記第１感
光膜９２に塗布したことにより形成され、前記第１及び
第２感光膜９２、９６は非露光領域がパターン化するポ
ジティプ感光液を前記ポリシリコン層９０及び前記中間
層９４の上部にスピーン塗布又はスプレー方法を用いて
塗布することにより形成される。前記SOG 層９４はＰＳ
Ｇ（phospho silicate glass）、ＢＰＳＧ（boro phosp
ho silicate glass ）、ＵＡＧ（undoped silicate gal
ss）等のガラス物質で形成される。前記第２感光膜９６
は第１露光マスク９８を経て照射される光ビームにより
選択的に露光されて露光領域と非露光領域に区別され
る。前記第１露光マスク９８は第１石英基板１００と、
前記第１石英基板１００の上部に形成した第１光遮断膜
パターン１０２を備える。前記第１石英基板１００は光
ビームを通過させる性質を有し、前記第１光遮断膜パタ
ーン１０２はクロームで形成される。また、前記第１光
遮断膜パターン１０２は形成しようとするパターン等の
内から一つ置きに一つずつ抽出して形成する。
【００４３】即ち、形成しようとする感光膜パターンの
線幅が0.2 μm であり、パターン間の間隔が0.2 μm で
１ピッチが0.4 μm である場合を例に挙げれば、前記第
１光遮断膜パターン１０２は0.2 μm の線幅、0.6 μm
の間隔、及び0.８μm のピッチを有するようになる。
線幅が0.2 μm であり、パターン間の間隔が0.2 μm で
１ピッチが0.4 μm である場合を例に挙げれば、前記第
１光遮断膜パターン１０２は0.2 μm の線幅、0.6 μm
の間隔、及び0.８μm のピッチを有するようになる。
【００４４】前記２感光膜９６の露光領域は、図２２に
示したように、前記SOG 層９４の表面が部分的に露出す
るよう取り除かれて第２感光膜パターン96A を形成す
る。また、前記第２感光膜パターン96A により部分的に
露出した前記SOG 層９４は、反応性イオンエッチング(r
eactive ion etching)方法により総この厚さの半分程を
取り除いて第１SOG 層パターン96A を形成する。前記第
１SOG 層パターン96A は残余SOG 層９４と前記第２感光
膜パターン96A の間に位置する。また、前記第１SOG 層
パターン96A の上部に位置した前記第２感光膜パターン
96A は取り除かれる。
示したように、前記SOG 層９４の表面が部分的に露出す
るよう取り除かれて第２感光膜パターン96A を形成す
る。また、前記第２感光膜パターン96A により部分的に
露出した前記SOG 層９４は、反応性イオンエッチング(r
eactive ion etching)方法により総この厚さの半分程を
取り除いて第１SOG 層パターン96A を形成する。前記第
１SOG 層パターン96A は残余SOG 層９４と前記第２感光
膜パターン96A の間に位置する。また、前記第１SOG 層
パターン96A の上部に位置した前記第２感光膜パターン
96A は取り除かれる。
【００４５】図２３を参照すると、前記半導体装置は前
記第１SOG 層パターン96A 及び前記残余SOG 層９４の上
部に形成された第３感光膜１０４を追加して備える。前
記第３感光膜１０４は第２露光マクス１０６を通過して
照射する光ビームにより露光されて露光領域及び非露光
領域に区別される。前記第２露光マスク１０６は第２石
英基板１０８と前記第２石英基板１０８の上部に形成さ
れた第２光遮断膜パターン１１０に区別される。前記光
遮断膜パターン１１０は前記第１光遮断膜パターン１０
２と行き違って重ならないように形成されている。即
ち、0.2 μm の線幅、0.6 μm の間隔、及び0.８μm の
ピッチを有する前記第２光遮断膜パターン１１０が前記
第１光遮断膜パターン１０２と行き違う位置に形成され
ている。
記第１SOG 層パターン96A 及び前記残余SOG 層９４の上
部に形成された第３感光膜１０４を追加して備える。前
記第３感光膜１０４は第２露光マクス１０６を通過して
照射する光ビームにより露光されて露光領域及び非露光
領域に区別される。前記第２露光マスク１０６は第２石
英基板１０８と前記第２石英基板１０８の上部に形成さ
れた第２光遮断膜パターン１１０に区別される。前記光
遮断膜パターン１１０は前記第１光遮断膜パターン１０
２と行き違って重ならないように形成されている。即
ち、0.2 μm の線幅、0.6 μm の間隔、及び0.８μm の
ピッチを有する前記第２光遮断膜パターン１１０が前記
第１光遮断膜パターン１０２と行き違う位置に形成され
ている。
【００４６】前記第３感光膜１０４の前記露光領域は、
図２４に示したように、取り除かれて第３感光膜パター
ン104Aを形成する。前記第３感光膜パターン104Aは前記
第１SOG 層パターン94A を全て露出させ、また、前記残
余SOG 層９４を部分的に露出させる。前記第３感光膜パ
ターン104Aにより露出する前記第１SOG 層パターン94A
及び前記残余SOG 層９４は、反応性イオンエッチング方
法により異方性エッチングして第２SOG 層パターン94B
を形成する。前記第２SOG 層パターン94B は前記第１SO
G 層パターン94A の下部及び前記第３感光膜パターン10
4Aの下部に位置した前記残余SOG 層９４により形成され
る。また、前記第２SOG 層パターン94Bは前記第１感光
膜９２を選択的に露出させる。また、前記第２SOG 層パ
ターン94B は0.2 μm の線幅、0.2 μm の間隔、及び0.
4 μm のピッチを有する微細パターンになる。前記第３
感光膜パターン104Aは前記第２SOG 層パターン94B が形
成された後に取り除かれる。
図２４に示したように、取り除かれて第３感光膜パター
ン104Aを形成する。前記第３感光膜パターン104Aは前記
第１SOG 層パターン94A を全て露出させ、また、前記残
余SOG 層９４を部分的に露出させる。前記第３感光膜パ
ターン104Aにより露出する前記第１SOG 層パターン94A
及び前記残余SOG 層９４は、反応性イオンエッチング方
法により異方性エッチングして第２SOG 層パターン94B
を形成する。前記第２SOG 層パターン94B は前記第１SO
G 層パターン94A の下部及び前記第３感光膜パターン10
4Aの下部に位置した前記残余SOG 層９４により形成され
る。また、前記第２SOG 層パターン94Bは前記第１感光
膜９２を選択的に露出させる。また、前記第２SOG 層パ
ターン94B は0.2 μm の線幅、0.2 μm の間隔、及び0.
4 μm のピッチを有する微細パターンになる。前記第３
感光膜パターン104Aは前記第２SOG 層パターン94B が形
成された後に取り除かれる。
【００４７】前記第２SOG 層パターン94B により部分的
に露出する第１感光膜94B は、前記ポリシリコン層９０
が部分的に露出するよう取り除かれて、図２５に示した
ように第１感光膜パターン92A を形成する。前記第２SO
G 層パターン94B は前記第１感光膜パターン92A が形成
された後、取り除かれる。
に露出する第１感光膜94B は、前記ポリシリコン層９０
が部分的に露出するよう取り除かれて、図２５に示した
ように第１感光膜パターン92A を形成する。前記第２SO
G 層パターン94B は前記第１感光膜パターン92A が形成
された後、取り除かれる。
【００４８】前記第１感光膜パターン92A により露出す
る前記ポリシリコン層２７は取り除かれ、図２６に示し
たような微細なポリシリコン層90A を形成する。また、
前記第１感光膜パターン92A は前記ポリシリコン層パタ
ーン90A が形成された後取り除かれる。
る前記ポリシリコン層２７は取り除かれ、図２６に示し
たような微細なポリシリコン層90A を形成する。また、
前記第１感光膜パターン92A は前記ポリシリコン層パタ
ーン90A が形成された後取り除かれる。
【００４９】前記ポジティプ感光膜等を例に挙げたが、
前記第１、第２及び第３感光膜をポジティプ／ネガティ
ブを適切に調節し、それに適切な露光マクスを用いても
微細パターンを形成することができることは勿論であ
る。従って、本発明の方法を用いると0.7 μm 程度の工
程上の分解能を有するＧ−ラインステパーでも、充分に
0.35μm 又はそれ以下の分解能を有するｉ−ライン又は
エキシマレーザステパーのような分解能を実現すること
ができ、0.5 μm の生産工程分解能を有するｉ−ライン
ステパーでは0.2 μm 以下の極微細パターン形成も実現
することができる。
前記第１、第２及び第３感光膜をポジティプ／ネガティ
ブを適切に調節し、それに適切な露光マクスを用いても
微細パターンを形成することができることは勿論であ
る。従って、本発明の方法を用いると0.7 μm 程度の工
程上の分解能を有するＧ−ラインステパーでも、充分に
0.35μm 又はそれ以下の分解能を有するｉ−ライン又は
エキシマレーザステパーのような分解能を実現すること
ができ、0.5 μm の生産工程分解能を有するｉ−ライン
ステパーでは0.2 μm 以下の極微細パターン形成も実現
することができる。
【００５０】
【発明の効果】上述の如く、本発明は形成しようとする
微細パターンに含まれた多数のライン等を飛越（interl
ace ）選択したライン等を有する二つの露光マスクを用
いて、露光マスクでの光ビームの回折現象を防止するこ
とができ、さらに感光膜にパターン領域及び非パターン
領域を正確に区分することができる。また本発明は、前
記二つの露光マスクによるパターン等を順次形成して取
合し、微細パターンを精密に形成することができる。ま
た、本発明は一つの露光マスクで形成される場合より二
倍以上の光分解能を得ることができ、非常に大きい工程
マージンを有する。前記向上した光分解能及び工程マー
ジンにより、本発明は既存のステパーを用いて微細パタ
ーンを精密に形成することができ、さらに進んで半導体
装置の集積度を一定な限界（例えば、64M 又は264M）以
上に向上させることができる。
微細パターンに含まれた多数のライン等を飛越（interl
ace ）選択したライン等を有する二つの露光マスクを用
いて、露光マスクでの光ビームの回折現象を防止するこ
とができ、さらに感光膜にパターン領域及び非パターン
領域を正確に区分することができる。また本発明は、前
記二つの露光マスクによるパターン等を順次形成して取
合し、微細パターンを精密に形成することができる。ま
た、本発明は一つの露光マスクで形成される場合より二
倍以上の光分解能を得ることができ、非常に大きい工程
マージンを有する。前記向上した光分解能及び工程マー
ジンにより、本発明は既存のステパーを用いて微細パタ
ーンを精密に形成することができ、さらに進んで半導体
装置の集積度を一定な限界（例えば、64M 又は264M）以
上に向上させることができる。
【図１】図１は、従来の半導体装置の微細パターン形成
法の露光工程を説明するための半導体装置の断面図であ
る。
法の露光工程を説明するための半導体装置の断面図であ
る。
【図２】図２は、従来の半導体装置の微細パターン製造
法のDESIRE工程を説明するための半導体装置の断面図で
ある。
法のDESIRE工程を説明するための半導体装置の断面図で
ある。
【図３】図３は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施例による半導体装置
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導体
装置の断面図である。
【図１０】図10は、本発明の第２実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１１】図11は、本発明の第２実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１２】図12は、本発明の第２実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１３】図13は、本発明の第２実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１４】図14は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１５】図15は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１６】図16は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１７】図17は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１８】図18は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図１９】図19は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２０】図20は、本発明の第３実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２１】図21は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２２】図22は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２３】図23は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２４】図24は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２５】図25は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
【図２６】図26は、本発明の第４実施例による半導体装
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
置の微細パターン製造法を段階別に説明するための半導
体装置の断面図である。
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体基板の上部の一平面上に形成する
多数の微細パターンを飛越選択して第１及び第２露光マ
スクを形成する工程と、 前記半導体基板の上部に有機物質層を塗布する工程と、 前記第１露光マスクを用いて前記有機物質層をパターン
ニングする工程と、 前記有機物質層パターンの上部に感光膜を形成する工程
と、 前記第２露光マスクを用いて該感光膜をパターンニング
し、前記有機物質層パターン間に感光膜パターンを形成
する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の微細パ
ターン製造方法。 - 【請求項２】 前記第１マスクと、第２マスクは各々石
英基板と、前記石英基板の上部にクロームパターンを形
成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の微
細パターン製造方法。 - 【請求項３】 前記有機物質層は、反射防止特性を有す
る有機物でなることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項４】 前記有機物質層をパターンニングする工
程は、前記有機物質層の上部に感光膜を形成する工程
と、 前記第１露光マスクを用いて前記感光膜を選択的に露光
し、前記感光膜をパターン領域と非パターン領域で区分
する工程と、 前記非パターン領域を取り除いて感光膜パターンを形成
する工程と、 前記感光膜パターンをマスクとして、前記有機物質層を
エッチングする工程とを備えたことを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項５】 半導体基板の上部の一平面に形成する多
数の微細パターンを、飛越選択して第１露光マスク及び
第２露光マスクを形成する工程と、 前記半導体基板の上部にパターン対象物質層、第１感光
膜、中間層、有機物質層及び第２感光膜を順次積層する
工程と、 前記第１露光マスクを用い第２感光膜をパターンニング
して第２感光膜パターンを形成する工程と、 前記第２感光膜パターンをマスクとして、前記有機物質
層をエッチングし有機物質層パターンを形成する工程
と、 前記第２感光膜パターンを取り除く工程と、 前記有機物質層パターンと中間層の露出した部分上部に
第３感光膜を塗布する工程と、 前記第２露光マスクを用いて第３感光膜をパターンニン
グし、前記有機物質層パターンの間に第３感光膜パター
ンを形成する工程と前記第３感光膜パターン及び前記有
機物質層パターンをマスクとして前記中間層をエッチン
グし中間層パターンを形成する段階と、 前記有機物質層パターンと前記第３感光膜パターンをマ
スクで、前記第１感光膜の露出した部分をエッチングし
て第１感光膜パターンを形成すると共に、前記有機物質
層パターンと前記第３感光膜パターンを除去する段階
と、 前記中間層パターンをマスクとし、前記パターン対象物
質層を選択的に取り除き、パターン対象物質層パターン
を形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置
の微細パターン形成方法。 - 【請求項６】 前記パターン対象物質層が感光物質であ
ることを特徴とする、請求項５記載の半導体装置の微細
パターン製造方法。 - 【請求項７】 前記パターン対象物質層がポリシリコン
層であることを特徴とする、請求項５記載の半導体装置
の微細パターン製造方法。 - 【請求項８】 半導体基板上部に第１感光膜を形成する
工程と、 前記第１感光膜を所定の光遮断膜パターンが形成されて
いる、第１露光マスクを用いて選択的に露光する工程
と、 前記第１感光膜を有機金属物質に露出させ、露光領域と
非露光領域に選択的に有機金属物質が拡散している有機
金属結合層及び第１感光膜パターンを形成する工程と、 前記第１感光膜パターン及び前記有機金属結合層の上部
に第２感光膜を形成する工程と、 前記第１露光マスクの光遮断膜パターン等の間に位置す
るように配列した光遮断膜パターン等を有する第２露光
マスクを用いて前記第２感光膜をパターンニングし、前
記有機金属結合層の上部に第２感光膜パターンを形成す
る工程と、 前記第２感光膜パターンにより露出する前記有機金属結
合層を取り除き、前記第２感光膜パターンの下部に有機
金属結合層パターンを形成する工程とを備えることを特
徴とする半導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項９】 前記第１及び第２感光膜が、ポジティプ
型感光液で形成することを特徴とする請求項８記載の半
導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２感光膜がネガティブ
型感光液で形成することを特徴とする、請求項８記載の
半導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項１１】 前記有機金属結合層がＳｉを含有する
シリレーション層でなることを特徴とする、請求項８記
載の半導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項１２】 所定の基板上に第１感光膜で下部層を
形成する工程と、 前記下部層上に中間層を形成する工程と、 前記中間層上に第２感光膜で上部層を形成する工程と、 前記上部層を所定の光遮断膜パターンが形成されている
第１露光マスクを用い、選択的に露光して上部層パター
ンを形成する工程と、 前記上部層パターンにより露出している前記中間層を所
定厚さで取り除いた後、前記上部層パターンを取り除く
工程と、 前記残っている中間層の上に感光膜を塗布する工程と、 前記感光膜を所定の光遮断膜パターンが、前記第１露光
マスクの光遮断膜パターン等の間に重ならないように交
互に形成されている第２露光マスクを用い、選択的に露
光して感光膜パターンを形成する工程と、 前記感光膜パターンにより露出している中間層を、前記
下部層が露出するまで取り除いて中間層パターンを形成
し、前記感光膜パターンを取り除く工程と、 前記中間層パターンにより露出している下部層を取り除
き、下部層パターンを形成する工程とを備え、露光装置
の光分解能以下の微細パターンを形成することを特徴と
する半導体装置の微細パターン製造方法。 - 【請求項１３】 前記中間層エッチング工程を反応性イ
オン エッチングによる異方性エッチング方法で実施す
ることを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の微細
パターン製造方法。
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