JP3125339B2 - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレジストパターン形成方
法に関し、特に、多層レジストをドライエッチングして
レジストパターンを形成するレジストパターン形成方法
に関するものである。本発明は、各種の分野におけるレ
ジストパターン形成技術として用いることができ、例え
ば、電子材料（半導体装置等）の製造プロセスにおいて
用いるレジストパターン形成に適用することができる。
法に関し、特に、多層レジストをドライエッチングして
レジストパターンを形成するレジストパターン形成方法
に関するものである。本発明は、各種の分野におけるレ
ジストパターン形成技術として用いることができ、例え
ば、電子材料（半導体装置等）の製造プロセスにおいて
用いるレジストパターン形成に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体装置の製造プロセスにおけ
る多層レジスト法を用いた微細パターン形成技術は、集
積度の向上に伴い複雑さを増し、大きい段差を有するよ
うになったＬＳＩ製造プロセスにおいては必要不可欠な
ものとなりつつある。多層レジストプロセス自体の歴史
は古く、１９７９年にＪ．Ｍ．Ｍｏｒａｎらによってそ
のコンセプトが発表されている（Ｊ．Ｍ．Ｍｏｒａｎ
ａｎｄ Ｄ．Ｍａｙｄａｎ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ，１６（１９７９）Ｐ１６２０）。これは、
下地段差を平坦化する下層レジスト層と、この下層レジ
ストをエッチング加工する際のマスクとなる無機材料の
中間層、及び平坦化された基板上に微細パターンを形成
する上層レジストという構成からなり、上層レジストを
マスクに、中間層の無機材料のパターニングを行い、こ
の中間層をマスクに下層レジストをＯ2 ガスプラズマで
パターニングすることにより、段差上でも高解像度の微
細パターンを形成するという技術である。
る多層レジスト法を用いた微細パターン形成技術は、集
積度の向上に伴い複雑さを増し、大きい段差を有するよ
うになったＬＳＩ製造プロセスにおいては必要不可欠な
ものとなりつつある。多層レジストプロセス自体の歴史
は古く、１９７９年にＪ．Ｍ．Ｍｏｒａｎらによってそ
のコンセプトが発表されている（Ｊ．Ｍ．Ｍｏｒａｎ
ａｎｄ Ｄ．Ｍａｙｄａｎ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ，１６（１９７９）Ｐ１６２０）。これは、
下地段差を平坦化する下層レジスト層と、この下層レジ
ストをエッチング加工する際のマスクとなる無機材料の
中間層、及び平坦化された基板上に微細パターンを形成
する上層レジストという構成からなり、上層レジストを
マスクに、中間層の無機材料のパターニングを行い、こ
の中間層をマスクに下層レジストをＯ2 ガスプラズマで
パターニングすることにより、段差上でも高解像度の微
細パターンを形成するという技術である。
【０００３】しかし、この時の下層レジストパターン形
成用エッチング条件は、有機膜であるレジストと、エッ
チングガスからの反応種である酸素ラジカルとの燃焼反
応に起因するアンダーカットを抑制するため、物理的な
反応、言いかえるとスパッタ反応を強めた条件としなく
てはならない。従って、いわゆる低圧高Ｖｄｃといわれ
るイオン主体の反応をおこし易いエッチング条件が、多
層レジストのドライエッチング現象には不可欠であるこ
とになる。
成用エッチング条件は、有機膜であるレジストと、エッ
チングガスからの反応種である酸素ラジカルとの燃焼反
応に起因するアンダーカットを抑制するため、物理的な
反応、言いかえるとスパッタ反応を強めた条件としなく
てはならない。従って、いわゆる低圧高Ｖｄｃといわれ
るイオン主体の反応をおこし易いエッチング条件が、多
層レジストのドライエッチング現象には不可欠であるこ
とになる。
【０００４】ところが、こういったエッチング条件の採
用は、ドライエッチング現象を伴う多層レジストプロセ
スの実用化を防げる主因ともなっている。これは、上記
のスパッタ反応によって、オーバーエッチング時に下地
材料のスパッタ物がパターン側壁に再付着してしまい、
その再付着物の除去が困難となるからである。このよう
な問題点についてはすでに報告があり（例えば篠原、佐
藤他、１９８６年春季応物学会２ｐ−Ｑ−８Ｐ５４２参
照）、周知のところである。この再付着の制御、防止に
は、入射イオンエネルギーの低減が最も効果的であるの
は明白だが、エッチングガスをＯ2 （酸素）とした従来
技術例では、その反応性から考えてアンダーカットの発
生を防止できない。このため、入射イオンエネルギーの
抑制と、アンダーカット防止とを両立する多層レジスト
のドライエッチング方法が切望されており、これについ
て各種の提案や報告がなされている。代表的なものとし
ては、 Ｎ2 ガスを用いたプロセス（Ｉ．Ｈｉｇａｓｈｉｋａ
ｗａ ａｎｄ Ｔ．Ａｒｉｋａｄｏ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ
５ｔｈ Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，１９８３，４１） ＥＣＲを用いた超低圧プロセス（山田、江畑、昭和６
３年春季応物予稿集２８ｐ−Ｇ−１２，１９８８，５０
２） 低温エッチング（川上、辻本、昭和６３年春季応物予
稿集２８ａ−Ｇ−４，１９８８，４９６） 等が挙げられる。しかしこれらはいずれも、解決すべき
問題点を残している。
用は、ドライエッチング現象を伴う多層レジストプロセ
スの実用化を防げる主因ともなっている。これは、上記
のスパッタ反応によって、オーバーエッチング時に下地
材料のスパッタ物がパターン側壁に再付着してしまい、
その再付着物の除去が困難となるからである。このよう
な問題点についてはすでに報告があり（例えば篠原、佐
藤他、１９８６年春季応物学会２ｐ−Ｑ−８Ｐ５４２参
照）、周知のところである。この再付着の制御、防止に
は、入射イオンエネルギーの低減が最も効果的であるの
は明白だが、エッチングガスをＯ2 （酸素）とした従来
技術例では、その反応性から考えてアンダーカットの発
生を防止できない。このため、入射イオンエネルギーの
抑制と、アンダーカット防止とを両立する多層レジスト
のドライエッチング方法が切望されており、これについ
て各種の提案や報告がなされている。代表的なものとし
ては、 Ｎ2 ガスを用いたプロセス（Ｉ．Ｈｉｇａｓｈｉｋａ
ｗａ ａｎｄ Ｔ．Ａｒｉｋａｄｏ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ
５ｔｈ Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，１９８３，４１） ＥＣＲを用いた超低圧プロセス（山田、江畑、昭和６
３年春季応物予稿集２８ｐ−Ｇ−１２，１９８８，５０
２） 低温エッチング（川上、辻本、昭和６３年春季応物予
稿集２８ａ−Ｇ−４，１９８８，４９６） 等が挙げられる。しかしこれらはいずれも、解決すべき
問題点を残している。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】上記した技術の内、
は、有機物とラジカル反応がおこりにくいＮ2 （窒
素）を用いることにより、低入射イオンエネルギーでの
異方性加工を達成したものであるが、逆にこの低反応性
が低エッチレートという問題を引きおこす。 は、１０-4Ｔｏｒｒ〜１０-5Ｔｏｒｒ台の圧力でのエ
ッチングによって、ラジカルを減らし、イオンのみでの
エッチングを可能にしているが、イオン化率か考えて、
イオンのみではやはりエッチレートが確保できないの
と、５０００リットル／ｓｅｃクラスの大排気量型ター
ボモレキュラーポンプが不可欠であるという機器設備上
の制約や、１０-5Ｔｏｒｒ台での圧力制御の設備がまだ
無い等の問題がある。 は、低温下でのラジカル反応凍結によって問題解決を
はかるもので、原理的には最も優れた方法と言えるが、
異方性確保には、−１００℃以下という極低温が不可欠
であり、量産装置への対応には、真空シール材、温度の
制御性等に問題が残る。
は、有機物とラジカル反応がおこりにくいＮ2 （窒
素）を用いることにより、低入射イオンエネルギーでの
異方性加工を達成したものであるが、逆にこの低反応性
が低エッチレートという問題を引きおこす。 は、１０-4Ｔｏｒｒ〜１０-5Ｔｏｒｒ台の圧力でのエ
ッチングによって、ラジカルを減らし、イオンのみでの
エッチングを可能にしているが、イオン化率か考えて、
イオンのみではやはりエッチレートが確保できないの
と、５０００リットル／ｓｅｃクラスの大排気量型ター
ボモレキュラーポンプが不可欠であるという機器設備上
の制約や、１０-5Ｔｏｒｒ台での圧力制御の設備がまだ
無い等の問題がある。 は、低温下でのラジカル反応凍結によって問題解決を
はかるもので、原理的には最も優れた方法と言えるが、
異方性確保には、−１００℃以下という極低温が不可欠
であり、量産装置への対応には、真空シール材、温度の
制御性等に問題が残る。
【０００６】こう言った点に鑑みて、本発明者は、各種
ガス系を用いた各種の低温レジストエッチング法等を研
究し、提案しており、これらにより、反応生成物の低温
下での堆積物を側壁保護膜に利用して、ある程度のエッ
チレートを確保した上で、低Ｖｄｃ下での異方性加工
を、実用的な温度で達成する技術の開発を進めて来た。
ガス系を用いた各種の低温レジストエッチング法等を研
究し、提案しており、これらにより、反応生成物の低温
下での堆積物を側壁保護膜に利用して、ある程度のエッ
チレートを確保した上で、低Ｖｄｃ下での異方性加工
を、実用的な温度で達成する技術の開発を進めて来た。
【０００７】しかし、下地基板の段差が大きく、１００
％にも達する激しいオーバーエッチングが必要な場合
や、被エッチング材の下地材料層によっては、オーバー
エッチング時の再付着を防止できない場合があり、この
問題を解決しなければならない。
％にも達する激しいオーバーエッチングが必要な場合
や、被エッチング材の下地材料層によっては、オーバー
エッチング時の再付着を防止できない場合があり、この
問題を解決しなければならない。
【０００８】この問題への対策としては、 オーバーエッチング時に下地材料層をエッチングする
ガスを、レジストエッチングのガス中に添加する。 再付着物を後で除去する。 下地からの再付着を生じないよう、エッチング条件の
更なる低入射イオンエネルギー化をはかる。 等が考えられる。
ガスを、レジストエッチングのガス中に添加する。 再付着物を後で除去する。 下地からの再付着を生じないよう、エッチング条件の
更なる低入射イオンエネルギー化をはかる。 等が考えられる。
【０００９】しかし、に関しては、オーバーエッチン
グのステップ切り換えのタイミングによっては、それ以
前のステップでの高Ｖｄｃに起因する再付着の懸念はぬ
ぐえず、も、後で除去可能とはいえ、過剰な再付着物
の存在は、下地材料エッチング工程での寸法変換差の増
大につながりかねない。
グのステップ切り換えのタイミングによっては、それ以
前のステップでの高Ｖｄｃに起因する再付着の懸念はぬ
ぐえず、も、後で除去可能とはいえ、過剰な再付着物
の存在は、下地材料エッチング工程での寸法変換差の増
大につながりかねない。
【００１０】従って、やの対策実施をより容易なも
の、マージンの大きいものとしてゆくためには、再付着
物のできうる限りの抑制、即ちの対策であるエッチン
グ条件の更なる低Ｖｄｃ化が不可欠である。ところが、
例えばＯ2 ／Ｃｌ2 系のガスを用いる場合等についてこ
の対策を講じようとすると、低Ｖｄｃ下での異方性確保
に更なるＣｌ2 添加量の増大が必要となり、好ましくな
い。
の、マージンの大きいものとしてゆくためには、再付着
物のできうる限りの抑制、即ちの対策であるエッチン
グ条件の更なる低Ｖｄｃ化が不可欠である。ところが、
例えばＯ2 ／Ｃｌ2 系のガスを用いる場合等についてこ
の対策を講じようとすると、低Ｖｄｃ下での異方性確保
に更なるＣｌ2 添加量の増大が必要となり、好ましくな
い。
【００１１】
【発明の目的】本発明は上述した諸問題点に鑑みてなさ
れたもので、低Ｖｄｃ下での良好な異方性加工を実用的
に達成でき、しかもオーバーエッチングを大きく行う必
要があるときや、下地材料等によっては、オーバーエッ
チング時に再付着が起こるという場合にもこのような問
題も解決できる、多層レジストのエッチングによるレジ
ストパターン形成方法を提供せんとするものである。
れたもので、低Ｖｄｃ下での良好な異方性加工を実用的
に達成でき、しかもオーバーエッチングを大きく行う必
要があるときや、下地材料等によっては、オーバーエッ
チング時に再付着が起こるという場合にもこのような問
題も解決できる、多層レジストのエッチングによるレジ
ストパターン形成方法を提供せんとするものである。
【００１２】
【問題点を解決するための手段】本出願の請求項１の発
明は、多層レジストをドライエッチングしてレジストパ
ターンを形成するレジストパターン形成方法において、
エッチングガスとして、酸素に、硫黄と塩素を構成元素
として分子中に有するガスを添加して成るガスを含むガ
ス系を用いるとともに、被エッチング基板を−１００℃
以上室温以下に制御することにより該被エッチング基板
上に遊離の硫黄を堆積しつつ、ドライエッチングにより
パターン形成を行うことを特徴とするレジストパターン
形成方法であって、この構成により上記目的を達成した
ものである。本出願の請求項２の発明は、酸素への添加
ガスとして、Ｓ 2 Ｃｌ 2 、Ｓ 2 Ｃｌ 3 、ＳＣｌ 4 、ＳＣ
ｌ 6 よりなる化合物群のうちのいずれか少なくともひと
つを用いることを特徴とする請求項１に記載のレジスト
パターン形成方法であって、この構成により上記目的を
達成したものである。本出願の請求項３の発明は、多層
レジストをドライエッチングしてレジストパターンを形
成するレジストパターン形成方法において、エッチング
ガスとして、酸素に、硫黄と臭素を構成元素として分子
中に有するガスを添加して成るガスを含むガス系を用い
るドライエッチングによりパターン形成を行うことを特
徴とするレジストパターン形成方法であって、この構成
により上記目的を達成したものである。 本出願の請求項
４の発明は、酸素への添加ガスとして、Ｓ 2 Ｂｒ 2 、Ｓ
2 Ｂｒ 3 、ＳＢｒ 4 、ＳＢｒ 6 よりなる化合物群のうち
のいずれか少なくともひとつを用いることを特徴とする
請求項３に記載のレジストパターン形成方法であって、
この構成により上記目的を達成したものである。
明は、多層レジストをドライエッチングしてレジストパ
ターンを形成するレジストパターン形成方法において、
エッチングガスとして、酸素に、硫黄と塩素を構成元素
として分子中に有するガスを添加して成るガスを含むガ
ス系を用いるとともに、被エッチング基板を−１００℃
以上室温以下に制御することにより該被エッチング基板
上に遊離の硫黄を堆積しつつ、ドライエッチングにより
パターン形成を行うことを特徴とするレジストパターン
形成方法であって、この構成により上記目的を達成した
ものである。本出願の請求項２の発明は、酸素への添加
ガスとして、Ｓ 2 Ｃｌ 2 、Ｓ 2 Ｃｌ 3 、ＳＣｌ 4 、ＳＣ
ｌ 6 よりなる化合物群のうちのいずれか少なくともひと
つを用いることを特徴とする請求項１に記載のレジスト
パターン形成方法であって、この構成により上記目的を
達成したものである。本出願の請求項３の発明は、多層
レジストをドライエッチングしてレジストパターンを形
成するレジストパターン形成方法において、エッチング
ガスとして、酸素に、硫黄と臭素を構成元素として分子
中に有するガスを添加して成るガスを含むガス系を用い
るドライエッチングによりパターン形成を行うことを特
徴とするレジストパターン形成方法であって、この構成
により上記目的を達成したものである。 本出願の請求項
４の発明は、酸素への添加ガスとして、Ｓ 2 Ｂｒ 2 、Ｓ
2 Ｂｒ 3 、ＳＢｒ 4 、ＳＢｒ 6 よりなる化合物群のうち
のいずれか少なくともひとつを用いることを特徴とする
請求項３に記載のレジストパターン形成方法であって、
この構成により上記目的を達成したものである。
【００１３】本発明者は、多層レジストエッチング条件
の更なる低Ｖｄｃ化実現のために鋭意検討を行う過程
で、従来のＯ2 ／Ｃｌ2 系に代わって、エッチングガス
としてＯ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 系またはＯ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 系等
のガス系を利用して研究を進めた結果、ＣＣｌx ，ＣＢ
ｒx の他に、硫黄ないしは硫黄系化合物の堆積も側壁保
護に併用することが好適であることを見い出し、この知
見にもとづいて本発明を提案するに至ったものである。
の更なる低Ｖｄｃ化実現のために鋭意検討を行う過程
で、従来のＯ2 ／Ｃｌ2 系に代わって、エッチングガス
としてＯ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 系またはＯ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 系等
のガス系を利用して研究を進めた結果、ＣＣｌx ，ＣＢ
ｒx の他に、硫黄ないしは硫黄系化合物の堆積も側壁保
護に併用することが好適であることを見い出し、この知
見にもとづいて本発明を提案するに至ったものである。
【００１４】
【作用】本発明で採用したＯ2 への添加ガスであるＳと
ＣｌまたはＳとＢｒを構成元素として有する化合物を含
有するガスは、Ｓを含まないガス系、例えば、Ｏ2 ／Ｃ
ｌ2 系のガス系と比較すると、側壁保護に寄与する反応
生成物として、従来のレジストとハロゲンとの化合物の
他に、硫黄系物質の堆積物特に硫黄の堆積物も利用でき
るので、より強固な側壁保護膜を、少ない添加ガス量で
形成できる。従って、エッチングの低Ｖｄｃ化による入
射イオンエネルギーの抑制をはかっても、形状にアンダ
ーカットを生ずる心配がなく、本発明の目的に合致した
レジストパターニングを実現できる。この効果は、必ず
しも低温にしなくても充分発揮されるもので、例えば室
温下でも、下地の不要なエッチングは、低Ｖｄｃのた
め、問題を生じない程度である。例えば、下地がポリサ
イド構造である場合についても、オーバーエッチングに
ついて問題は生じない。
ＣｌまたはＳとＢｒを構成元素として有する化合物を含
有するガスは、Ｓを含まないガス系、例えば、Ｏ2 ／Ｃ
ｌ2 系のガス系と比較すると、側壁保護に寄与する反応
生成物として、従来のレジストとハロゲンとの化合物の
他に、硫黄系物質の堆積物特に硫黄の堆積物も利用でき
るので、より強固な側壁保護膜を、少ない添加ガス量で
形成できる。従って、エッチングの低Ｖｄｃ化による入
射イオンエネルギーの抑制をはかっても、形状にアンダ
ーカットを生ずる心配がなく、本発明の目的に合致した
レジストパターニングを実現できる。この効果は、必ず
しも低温にしなくても充分発揮されるもので、例えば室
温下でも、下地の不要なエッチングは、低Ｖｄｃのた
め、問題を生じない程度である。例えば、下地がポリサ
イド構造である場合についても、オーバーエッチングに
ついて問題は生じない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を示す。なお
当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施例によ
り限定されるものではない。
当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施例によ
り限定されるものではない。
【００１６】実施例１ この実施例は、本発明を半導体装置製造の際の多層レジ
ストのエッチングによるレジストパターン形成に利用し
たものであり、より具体的には、図２に示す構造のＳＲ
ＡＭ（きびしい段差を有する層間絶縁膜１３を有する）
製造プロセスの第２層目の配線１４（ここではＷ−ポリ
サイド配線）のパターニングに本発明を適用した。図
中、１０は基板、特にＳｉ基板であり、１１は基板１上
に形成された素子間分離のためのシャロートレンチアイ
ソレーション領域（ここではＳｉＯ2 から成る）、１２
はゲートであり、ここではＷ−ポリサイド配線から成
る。１３は層間絶縁膜（ここではＳｉＯ2 ）である。１
４が２層目の配線層であるＷ−ポリサイド層、１５が下
層レジストであり、ここではＯＦＰＲ８００を１．０μ
ｍ厚で使用した。１６は中間層で、ここではＳＯＧ東京
応化製ＯＣＤ−Ｔｙｐｅ２を１５００Å厚で使用、１７
は上層レジストで、ここではＳＡＬ−６０１（シプレー
社製）を５０００Å厚で使用したものである。これら
は、エキシマレーザステッパーを用いてパターニングし
ている。なお、１６の中間層（ＳＯＧ）は、１７の上層
レジストをマスクに、ヘキソード型のＳｉＯ2 ＲＩＥを
用いて、ガス流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ＝７５／８ＳＣＣＭ、
ガス圧力５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー１３５０Ｗの条件
でパターニングしてある。図２の構造のサンプルを、Ｒ
Ｆバイアス印加型のＥＣＲエッチング装置を用いて、 使用ガス系：Ｏ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 ＝４５／５ＳＣＣＭ 圧力：５ｍＴｏｒｒ マイクロ波電力：８５０Ｗ ＲＦ電力：３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度：−６０℃ なる条件で下層レジスト１５のエッチングを行った。
ストのエッチングによるレジストパターン形成に利用し
たものであり、より具体的には、図２に示す構造のＳＲ
ＡＭ（きびしい段差を有する層間絶縁膜１３を有する）
製造プロセスの第２層目の配線１４（ここではＷ−ポリ
サイド配線）のパターニングに本発明を適用した。図
中、１０は基板、特にＳｉ基板であり、１１は基板１上
に形成された素子間分離のためのシャロートレンチアイ
ソレーション領域（ここではＳｉＯ2 から成る）、１２
はゲートであり、ここではＷ−ポリサイド配線から成
る。１３は層間絶縁膜（ここではＳｉＯ2 ）である。１
４が２層目の配線層であるＷ−ポリサイド層、１５が下
層レジストであり、ここではＯＦＰＲ８００を１．０μ
ｍ厚で使用した。１６は中間層で、ここではＳＯＧ東京
応化製ＯＣＤ−Ｔｙｐｅ２を１５００Å厚で使用、１７
は上層レジストで、ここではＳＡＬ−６０１（シプレー
社製）を５０００Å厚で使用したものである。これら
は、エキシマレーザステッパーを用いてパターニングし
ている。なお、１６の中間層（ＳＯＧ）は、１７の上層
レジストをマスクに、ヘキソード型のＳｉＯ2 ＲＩＥを
用いて、ガス流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ＝７５／８ＳＣＣＭ、
ガス圧力５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー１３５０Ｗの条件
でパターニングしてある。図２の構造のサンプルを、Ｒ
Ｆバイアス印加型のＥＣＲエッチング装置を用いて、 使用ガス系：Ｏ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 ＝４５／５ＳＣＣＭ 圧力：５ｍＴｏｒｒ マイクロ波電力：８５０Ｗ ＲＦ電力：３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度：−６０℃ なる条件で下層レジスト１５のエッチングを行った。
【００１７】エッチング終了後の状態を示したのが図１
である。図１に示すように、エッチングされたレジスト
パターン（下層レジストパターン１５ａ）側壁には、レ
ジストＣｌ2 の反応生成物及び硫黄の堆積物よりなる側
壁保護膜１８（図示するため厚く記してある）が形成さ
れた。本実施例においては、硫黄を含まないガスを用い
た場合、例えばＯ2 ／Ｃｌ2 系ガス系を用いた場合の１
／３のＲＦバイアス、半分の添加ガス量にもかかわら
ず、良好な異方性形状が達成され、低入射イオンエネル
ギーの効果で、下地からの再付着も生じなかった。なお
この側壁保護膜１８は、レジスト除去のためレジストア
ッシング時に容易に除去可能であるのは言うまでもな
い。
である。図１に示すように、エッチングされたレジスト
パターン（下層レジストパターン１５ａ）側壁には、レ
ジストＣｌ2 の反応生成物及び硫黄の堆積物よりなる側
壁保護膜１８（図示するため厚く記してある）が形成さ
れた。本実施例においては、硫黄を含まないガスを用い
た場合、例えばＯ2 ／Ｃｌ2 系ガス系を用いた場合の１
／３のＲＦバイアス、半分の添加ガス量にもかかわら
ず、良好な異方性形状が達成され、低入射イオンエネル
ギーの効果で、下地からの再付着も生じなかった。なお
この側壁保護膜１８は、レジスト除去のためレジストア
ッシング時に容易に除去可能であるのは言うまでもな
い。
【００１８】実施例２ 実施例１と同様に、図２に示すサンプルをエッチングし
てレジストパターンを形成したが、ここではエッチング
ガスとして、Ｏ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 系ガス系を用いた。エッ
チング装置は、ＲＦバイアス印加型のＥＣＲエッチング
装置で、以下の条件でエッチングした。 使用ガス系：Ｏ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 ＝４５／５ＳＣＣＭ 圧力：５ｍＴｏｒｒ マイクロ波電力：８５０Ｗ ＲＦ電力：２０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度：−３０℃ エッチング終了後の状態は、図１に示すとおりであっ
た。
てレジストパターンを形成したが、ここではエッチング
ガスとして、Ｏ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 系ガス系を用いた。エッ
チング装置は、ＲＦバイアス印加型のＥＣＲエッチング
装置で、以下の条件でエッチングした。 使用ガス系：Ｏ2 ／Ｓ2 Ｂｒ2 ＝４５／５ＳＣＣＭ 圧力：５ｍＴｏｒｒ マイクロ波電力：８５０Ｗ ＲＦ電力：２０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度：−３０℃ エッチング終了後の状態は、図１に示すとおりであっ
た。
【００１９】本実施例においては、エッチングされたレ
ジストパターン（下層レジストパターン１５ａ）側壁に
は、レジストと臭素の反応生成物及び硫黄の堆積物より
なる側壁保護膜１８が形成され、実施例１と同様、Ｏ2
／Ｃｌ2 系より低ＲＦバイアス、少ない添加ガス量で、
良好な異方性形状が達成された。また低ＲＦバイアスの
効果で、下地からの再付着も生じなかった。
ジストパターン（下層レジストパターン１５ａ）側壁に
は、レジストと臭素の反応生成物及び硫黄の堆積物より
なる側壁保護膜１８が形成され、実施例１と同様、Ｏ2
／Ｃｌ2 系より低ＲＦバイアス、少ない添加ガス量で、
良好な異方性形状が達成された。また低ＲＦバイアスの
効果で、下地からの再付着も生じなかった。
【００２０】更に本実施例では、実施例１であるＯ2 ／
Ｓ2 Ｃｌ2 系ガス系を用いた場合に比べても、より高い
温度（実施例１が−６０℃なのに対し、本実施例では−
３０℃）、より低いＲＦバイアス（同じく３０Ｗに対し
て２０Ｗ）での異方性加工が達成されている。これは、
実施例１で用いたＣｌ系のガスに比べてＢｒ系ガス添加
では、レジストとの反応生成物がより堆積しやすいため
と考えられる。（例えば、レジスト中の炭素との生成物
として考えられるＣＣｌ4 は沸点が７７℃なのに対し、
ＣＢｒ4 は１８９．５℃とかなり高い）。本実施例につ
いても、生成した側壁保護膜１８は、レジストアッシン
グ時に容易に除去可能であるのは言うまでもない。
Ｓ2 Ｃｌ2 系ガス系を用いた場合に比べても、より高い
温度（実施例１が−６０℃なのに対し、本実施例では−
３０℃）、より低いＲＦバイアス（同じく３０Ｗに対し
て２０Ｗ）での異方性加工が達成されている。これは、
実施例１で用いたＣｌ系のガスに比べてＢｒ系ガス添加
では、レジストとの反応生成物がより堆積しやすいため
と考えられる。（例えば、レジスト中の炭素との生成物
として考えられるＣＣｌ4 は沸点が７７℃なのに対し、
ＣＢｒ4 は１８９．５℃とかなり高い）。本実施例につ
いても、生成した側壁保護膜１８は、レジストアッシン
グ時に容易に除去可能であるのは言うまでもない。
【００２１】なお、各実施例は、当然のことながら、上
記具体的構成に限定されるものではなく、発明の主旨を
逸脱しない範囲で条件等は適宜変更可能であることは言
うまでもない。
記具体的構成に限定されるものではなく、発明の主旨を
逸脱しない範囲で条件等は適宜変更可能であることは言
うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明を採用することによって、従来技
術よりも少ない添加ガス量で、実用的な中低温で、低入
射イオンエネルギーでの多層レジストの異方性加工が達
成でき、オーバーエッチング時に生じる下地からの再付
着を防止または抑制できる。よって本発明によれば、低
Ｖｄｃ下での良好な異方性加工を実用的に達成でき、し
かもオーバーエッチングを大きく行う必要があるとき
や、下地材料等によっては、オーバーエッチング時に再
付着が起こるという場合にもこのような問題も解決でき
る、多層レジストのエッチングによるレジストパターン
形成方法が提供できるものである。
術よりも少ない添加ガス量で、実用的な中低温で、低入
射イオンエネルギーでの多層レジストの異方性加工が達
成でき、オーバーエッチング時に生じる下地からの再付
着を防止または抑制できる。よって本発明によれば、低
Ｖｄｃ下での良好な異方性加工を実用的に達成でき、し
かもオーバーエッチングを大きく行う必要があるとき
や、下地材料等によっては、オーバーエッチング時に再
付着が起こるという場合にもこのような問題も解決でき
る、多層レジストのエッチングによるレジストパターン
形成方法が提供できるものである。
【図１】本発明のレジストパターン形成方法を、ＳＲＡ
Ｍ製造プロセスの２層目のポリサイド配線形成工程に適
用した場合の実施例を示すもので、下層レジストエッチ
ング終了後の状態を示す断面図である。
Ｍ製造プロセスの２層目のポリサイド配線形成工程に適
用した場合の実施例を示すもので、下層レジストエッチ
ング終了後の状態を示す断面図である。
【図２】同じく、多層レジストの中間層パターニング後
の状態の断面図である。
の状態の断面図である。
１０・・・半導体基板（Ｓｉ基板） １１・・・シャロートレンチアイソレーション領域 １２・・・ゲート（Ｗ−ポリサイド） １３・・・層間絶縁膜（ＳｉＯ2 ） １４・・・配線層（２層目のポリサイド） １５・・・下層レジスト １５ａ・・・下層レジストパターン １６・・・中間層（ＳＯＧ） １７・・・上層レジスト １８・・・側壁保護膜
Claims (4)
- 【請求項１】多層レジストをドライエッチングしてレジ
ストパターンを形成するレジストパターン形成方法にお
いて、 エッチングガスとして、酸素に、硫黄と塩素を構成元素
として分子中に有するガスを添加して成るガスを含むガ
ス系を用いるとともに、 被エッチング基板を−１００℃以上室温以下に制御する
ことにより該被エッチング基板上に遊離の硫黄を堆積し
つつ、 ドライエッチングによりパターン形成を行うこと
を特徴とするレジストパターン形成方法。 - 【請求項２】酸素への添加ガスとして、Ｓ 2 Ｃｌ 2 、Ｓ
2 Ｃｌ 3 、ＳＣｌ 4 、ＳＣｌ 6 よりなる化合物群のうち
のいずれか少なくともひとつを用いることを特徴とする
請求項１に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項３】多層レジストをドライエッチングしてレジ
ストパターンを形成するレジストパターン形成方法にお
いて、 エッチングガスとして、酸素に、硫黄と臭素を構成元素
として分子中に有するガスを添加して成るガスを含むガ
ス系を用いるドライエッチングによりパターン形成を行
うことを特徴とするレジストパターン形成方法。 - 【請求項４】酸素への添加ガスとして、Ｓ 2 Ｂｒ 2 、Ｓ
2 Ｂｒ 3 、ＳＢｒ 4 、ＳＢｒ 6 よりなる化合物群のうち
のいずれか少なくともひとつを用いることを特徴とする
請求項３に記載のレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03183428A JP3125339B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03183428A JP3125339B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | レジストパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175169A JPH05175169A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3125339B2 true JP3125339B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=16135606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03183428A Expired - Fee Related JP3125339B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125339B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040018742A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-01-29 | Applied Materials, Inc. | Forming bilayer resist patterns |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP03183428A patent/JP3125339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175169A (ja) | 1993-07-13 |
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