JPH03110563A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置製造におけるレジストを用いるパ
ターン形成方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、半導体装置の製造工程において、レジストを
利用したパターン形成技術が利用されている。

そこで、従来のパターン形成方法について第２図（ａ）
〜（ｅ）に基づいて説明する。

（ａ）レジストの形成 まず、パターンを形成する基板１上に、レジスト２を層
状に形成する。ここで、基板１は、例えば面方位（１０
０）のシリコン（Ｓ　ｉ）単結晶が使用される。

ここで、レジスト２の形成は、通常基板１を回転させな
がら、この表面にレジストを塗布するスピンコードによ
って行われる。

（ｂ）露光 次に、レジスト２を所定のパターンで露光し、露光した
部分のレジスト２ａを変質させる。ポジレジストの場合
には、露光した部分が現像によって溶解するように変質
し、ネガレジストの場合は現像によって溶解しないよう
に変質する。

また、露光は、集束イオンビーム装置（図示せず）から
射出されたイオンが基板１の直前まで到達する軽いイオ
ン打ち込みによって行う。ここで、集束イオンビーム装
置を用いるのは、これによってイオンビームのビーム径
を０．１μｍ程度まで絞ることができ、微細パターンの
露光が可能だからである。なお、集束イオンビームのイ
オン源としてはシリコン、金、ベリリウム等が用いられ
る。

（ｃ）現像 次に、レジストに対応した適当な溶剤を用い、露光の終
ったレジスト２を現像する。上述のようにレジスト２ａ
は露光により変質しているため、ポジレジストの場合は
イオンビームが打ち込まれた部分（２ａ）のみが溶剤に
溶解し、基板１上から除去される。

（ｄ）エツチング このようにして、所定パターンのレジスト２が基板１上
に残された場合には、この残留したレジスト２をマスク
として基板１を異方性エツチングする。すなわち、レジ
スト２が耐性のあるエツチングを採用することで、レジ
スト２の下方の基板１はエツチングされず、レジスト２
の除去された部分の基板１のみがエツチングされる。

そして、このエツチングには反応性イオンエツチング（
ＲＩ　Ｅ）のようなドライエツチングが利用される。こ
れは、ドライエツチングの方が微細加工に適しており、
またウェットエツチングを利用すると基板１にダストが
付着すると共に、異方性エツチングが不可能だからであ
る。

（ｅ）レジスト除去 このようにして、基板１のエツチングが終了した場合に
は、レジスト２は必要がなくなるため、これを剥離除去
する。

このようにして、基板１０表面にパターンが形成される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のような従来のパターン形成方法において
は、レジストがエツチングされてしまうため、レジスト
を厚くしなければならず、このために高精度のパターン
形成が行えないという問題点があった。

特に、微細な加工を行うためには、正確な異方性エツチ
ングが行えるドライエツチングが採用される。そして、
このドライエツチングに対する従来のレジストの耐性は
あまり大きくなく、レジストがエツチングされてしまう
のである。

例えば、レジスト２の材料として、ノボラック系の有機
レジストであるＡＺ１３５０Ｊ　（ヘキストジャバン社
の商品名）を用い、 エッチングガスニ四弗化炭素（ＣＦ４）十酸素（０２） 印加バイアス電圧ニー１５０Ｖ ガス供給量：４Ｑｓｅｃｍ（０℃、ｃｃ／分）雰囲気圧
：６０ｍＴｏｒｒ 出カニ　０．３５ｗ／ｃｍ２ という条件下で反応性イオンエツチングを行った場合、
レジスト２は４００人／分程度でエツチングされること
になる。このレジスト２のエツチング速度はＳｔ基板の
エツチング速度とほぼ同等であり、レジスト２の厚さと
して基板エツチングの深さとほぼ同様のものが必要とな
る。このため、レジスト２としてかなり厚いものが必要
となる。

さらに、深い溝を形成する高アスペクト比のパターン形
成においては、エツチング量が大きくなるため、非常に
厚いレジスト２が必要となる。

このようにレジスト２を厚くすれば、それだけパターン
の精度が悪化し、微細なパターンを再現性よく形成する
ことが難しくなるという問題点があり、耐ドライエツチ
ング性の大きなレジスト２が望まれていた。

本発明は、上述のような課題に鑑みなされたものであり
、耐ドライエツチング性の高いレジストを利用したパタ
ーン形成方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るパターン形成方法は、基板上にチタン酸化
物のレジストを反応性スパッタ法により堆積形成する工
程と、前記レジストを所定のパターンで露光、変質する
工程と、レジストを現像して、所定のパターンで除去す
る工程と、ドライエツチングにより基板を所定のパター
ンでエツチングする工程と、を有することを特徴とする
特［作用］ レジストにチタン酸化物を利用しているため、耐ドライ
エツチング性が大きく、薄いレジストで済む。このため
、微細かつ高アスペクト比のパターンを精度よく形成す
ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について、第１図に基づいて説
明する。

（ａ）チタン酸化物レジストの形成 面方位（１００）のｎ形のＳｉ単結晶基板１上にＲＦマ
グネトロンスパッタ装置により、チタン酸化物レジスト
３を形成する。ここで、ＲＦマグネトロンスパッタ装置
の運転条件は、例えば次のようなものとする。

ターゲット：チタン ＲＦ出カニ３００ｗ 基板温度：５０℃ スパッタガス：アルゴン＋酸素 酸素分圧＝１０〜１００％ 全圧カニ１．８Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ なお、生成されるチタン酸化物レジスト３における酸素
／チタンの比率は２以下に設定される。

（ｂ）露光 次に、集束イオンビーム装置により、イオンビ４ 一ムを所定のパターンで５　Ｘ　１０　１ｏｎｓ／ｃａ
ｂ２程度打ち込み、レジスト３ａを変質させる。イオン
ビームとしては、Ａｕ　　ＳＡｕ　　等を用いる。

（ｃ）現像 そして、弗酸（ＨＦ）１０％水溶液に１分間浸漬し、現
像する。ここで、このチタン酸化物レジスト３はポジレ
ジストなので、イオン打ち込みにより変質した部分（３
ａ）がＨＦ水溶液と反応溶解し、基板１上から除去され
る。これにより、所定のパターンのチタン酸化物レジス
ト３が基板１上に形成されることになる。

（ｄ）エツチング チタン酸化物レジスト３を所定のパターンに形成した状
態で、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマエツ
チング装置によりエツチング処理を行う。このＥＣＲプ
ラズマエツチングの運転条件は、例えば次のようなもの
とする。

マイクロ波山カニ４００ｗ ＲＦバイアス：１０ｗ 反応ガス：六弗化イオウ（ＳＦ６）またはＳＦ６＋０２
　（酸素１０％添加） 全圧カニ５Ｘ１０’Ｔｏｒｒ ガス流ｍ：５．８ｓｅｃｍ このような条件において、エツチングを行ったところ、
チタン酸化物レジスト３のエツチング速度は反応ガスが
ＳＦ６の場合に、２，７人／分であり、このエツチング
速度でＳｉ基板１のエツチング速度を除して得た選択比
は４８であった。また、同一の条件において、反応ガス
がＳＦ６に酸素を添加した場合には、チタン酸化物レジ
スト３のエツチング速度は２．３人／分であり、選択比
は４３であった。

このように、本発明に係るチタン酸化物レジスト３は、
ドライエツチングに対する耐性が非常に大きく、薄いレ
ジストで高アスペクト比のエツチングを行うことができ
る。従って、高精度のパターン形成を達成できる。

（ｅ）レジスト除去 パターン形成が終った後、残留するチタン酸化物レジス
ト３を除去する。

これは、ＨＦに溶解することなど適宜方法によって行わ
れる。

また、チタン酸化物は誘電率が高いため、これをそのま
ま残留させ、コンデンサの誘電体として利用することも
できる。

本発明の方法によれば、レジストをスパッタ法で形成し
ている。このため、スピンコードのようなウェットプロ
セスに比べ、ダストの付着防止を図りやすいという効果
も得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るパターン形成方法に
よれば、レジストとしてチタン酸化物を採用したため、
レジストの耐ドライエツチング性が大きく、レジストを
薄く形成することができる。

そこで、微細かつ高アスペクト比のパターンも容易に高
精度に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパターン形成方法の一実施例を示
す説明図、 第２図は従来例の説明図である。 １　・・・　基板 ２　・・・　レジスト ３　・・・　チタン酸化物レジスト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上にチタン酸化物のレジストを反応性スパッタ法に
   より堆積形成する工程と、 前記レジストを所定のパターンで露光、変質する工程と
   、 レジストを現像して、所定のパターンで除去する工程と
   、 ドライエッチングにより基板を所定のパターンでエッチ
   ングする工程と、 を有することを特徴とするパターン形成方法。