JPH04199515A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
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の製造方法に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.
近年、半導体集積回路の高集積化、微細化に伴い半導体
基板(以下、単にウェハと称す)上に形成される回路パ
ターンも微細化され、その構造も複雑になってきている
。特に、コンタクトホール形成においては、開口寸法か
小さく、深さ寸法の大きいホールパターン形成技術か重
要な技術のひとつになっており、種々の改良かなされて
きている。In recent years, as semiconductor integrated circuits have become highly integrated and miniaturized, circuit patterns formed on semiconductor substrates (hereinafter simply referred to as wafers) have also become miniaturized and their structures have become more complex. Particularly, in the formation of contact holes, hole pattern formation with small opening size and large depth has become one of the important techniques, and various improvements have been made.
第3図は従来の半導体装置におけるコンタクトホール部
のパターン形成方法を模式的に示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a method for forming a pattern of a contact hole portion in a conventional semiconductor device.
まず、ウェハ(1)上に化学気相成長法(以下、CVD
法と称す)によってシリコン酸化膜(2)を形成した後
、感光性レジストを全面に塗布し、所定パターンか形成
されたフォトマスク(図示省略)を介してパターン転写
を行う。これを現像処理することによってレジストパタ
ーン(3)を形成する(第3図(a))。First, a chemical vapor deposition method (hereinafter referred to as CVD) is applied onto the wafer (1).
After forming a silicon oxide film (2) by a method (referred to as a method), a photosensitive resist is applied to the entire surface, and pattern transfer is performed through a photomask (not shown) on which a predetermined pattern has been formed. By developing this, a resist pattern (3) is formed (FIG. 3(a)).
次に、複数のウェハ(1)か並立収納されたカセットを
対流式オーブン内に収納し、その中で150 ’C16
0分間程度のボストベークを行う。このとき、熱によっ
てレンズI・パターン(3)か収縮し、レジストの断面
形状は現像後の形状(31)か丸みを帯びたものとなる
。また、熱収縮をおこし第4図に示すようにウェハ(1
)の周辺部から内部方向へのストレスがかかり、パター
ン全体の形状かウェハ(1)に対して垂直状とならず、
傾斜した状態のものとなる。Next, a plurality of wafers (1) or cassettes stored in parallel are stored in a convection oven, and a 150'C16
Bost bake for about 0 minutes. At this time, the lens I pattern (3) shrinks due to the heat, and the cross-sectional shape of the resist becomes the rounded shape (31) after development. In addition, the wafer (1
), stress is applied from the periphery to the inside, and the shape of the entire pattern is not perpendicular to the wafer (1).
It will be in a tilted state.
さらに、このボストベークは一般に、レジストパターン
(3)とその下地膜との密着性を高めるために行われる
か、第5図に示すように、レジスト(3)とシリコン酸
化膜(2)との密着性は必ずしも充分とはいえず、特に
レジストパターン(3)の端部界面で、レジストのはか
れ(5)を生ずることかある(第3図(b))。Furthermore, this boss baking is generally performed to increase the adhesion between the resist pattern (3) and its underlying film, or as shown in FIG. The resistance is not necessarily sufficient, and peeling (5) of the resist may occur, especially at the edge interface of the resist pattern (3) (FIG. 3(b)).
次に、レジストパターン(3)をマスクとして、フッ酸
溶液を用いて酸化膜(2)のウェットエツチングを基板
(1)か露光しない深さに行う。このとき、第6図に示
すようにレジストのはかれ(5)より、エツチング液の
しみ込みかおこり、サイドエッチ(4)か増大する。Next, using the resist pattern (3) as a mask, wet etching of the oxide film (2) is performed using a hydrofluoric acid solution to a depth where the substrate (1) is not exposed. At this time, as shown in FIG. 6, the etching solution penetrates through the resist peeling (5), increasing the side etch (4).
次に、レンズl−(3)の耐ドライエツチング性を強め
るために再度、対流式オーブン内で150°C160分
間程度のボストベークを行う。これによってレジスト(
3)の端部コーナ一部か、さらに丸みをもったものとな
る。(第3図(d))。Next, in order to strengthen the dry etching resistance of the lens 1-(3), it is again subjected to a boost bake at 150 DEG C. for about 160 minutes in a convection oven. This allows the resist (
A part of the end corner of 3) will be further rounded. (Figure 3(d)).
次に、このレジスト(3)をマスクとして、シリコン酸
化膜(2)を、ウェハ(1)面の横方向に対して垂直方
向のエツチング速度か大きくなる特性の異方性のトライ
エツチングを行う。これによりレンズ(・(3)に覆わ
れていないシリコン酸化膜(2)の残部か除去されて、
基板(1)か露出されることになる(第3図(d))。Next, using this resist (3) as a mask, the silicon oxide film (2) is subjected to anisotropic tri-etching which increases the etching rate in the direction perpendicular to the lateral direction of the wafer (1) surface. As a result, the remaining part of the silicon oxide film (2) that is not covered by the lens (.(3)) is removed.
The substrate (1) will be exposed (FIG. 3(d)).
この後、レジスト(3)をアッシング法により除去する
ことにより、テーパー状のコンタクトホールか形成され
る。Thereafter, the resist (3) is removed by an ashing method to form a tapered contact hole.
従来の半導体装置におけるコンタクトホール部の形成方
法は以上のよってあり、ウェットエツチングを行う前に
ボストベークを行うことにより、第3図(blて示すよ
うにレンズl−(3)は熱収縮をおこしその形状は丸み
を帯びたものとなり、また、第4図で示すようにレジス
ト(3)にストレスかかかり、パターン形状にひずみか
生して高精度のパターン形成か行なえなかった。さらに
、第5図で示すように、レジストのはかれ(5)によっ
てウェットエツチングすることてサイドエッチか増大し
てしまい、高精度なパターン形成が行なうことか難しい
という問題点があった。The conventional method for forming a contact hole portion in a semiconductor device is as described above. By performing a boss bake before performing wet etching, the lens l-(3) is caused to shrink due to heat, as shown in FIG. 3 (bl). The shape became rounded, and as shown in Figure 4, stress was applied to the resist (3), causing distortion in the pattern shape, making it impossible to form a highly accurate pattern.Furthermore, as shown in Figure 5. As shown in FIG. 2, wet etching increases the side etch due to resist flaking (5), making it difficult to form a highly accurate pattern.
また、一般に、ボストベーク処理は一度に多量を手作業
で行なうために、完廃が多くなって、その影響が大きい
という副次的な問題点かあった。In addition, in general, the post-bake process is performed manually in large quantities at one time, so there is a secondary problem that there is a large amount of waste, which has a large effect.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高精度なパターン形成ができ、好適なコンタ
クトホールが得られて信頼性の高い半導体装置が形成さ
れる製造方法を得ることを目的とする。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a manufacturing method that allows highly accurate pattern formation, provides suitable contact holes, and forms a highly reliable semiconductor device. With the goal.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に形成さ
れた被エツチング膜上にレジストパターンを形成する第
1の工程と、上記レジストパターンをマスクに上記被エ
ツチング膜を、ウェットエツチング処理して所定深さま
てエツチング除去する第2の工程と、上記レジストパタ
ーンを遠紫外線照射処理する第3の工程と、上記レジス
トパターンに覆われていない上記被エツチング膜の残部
を異方性のドライエツチング処理して上記基板か露出す
るようにエツチング除去する第4の工程とを備えたもの
である。The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a resist pattern on a film to be etched formed on a substrate, and wet etching the film to be etched using the resist pattern as a mask. a second step of etching away the resist pattern to a predetermined depth; a third step of irradiating the resist pattern with deep ultraviolet rays; and anisotropic dry etching of the remaining portion of the film not covered by the resist pattern. and a fourth step of removing the substrate by etching to expose the substrate.
本発明における半導体装置の製造方法においては、コン
タクトホール形成時に、レジストパターンを遠紫外線照
射処理を行うことにより耐エツチング性を高めエツチン
グ後のパターン制御性を良(し、高精度の形成か行なえ
る作用を有する。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when forming a contact hole, the resist pattern is irradiated with deep ultraviolet rays to improve etching resistance, improve pattern controllability after etching, and enable highly accurate formation. It has an effect.
〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図について説明する。〔Example〕 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の半導体装置のコンタクトホ
ール部のパターン形成方法を模式的に示した断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a method for forming a pattern of a contact hole portion of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
まず、ウェハ(1)上にCVD法によってノリコン酸化
膜(2)を11.000人程度の厚さに成膜する。続い
て、その上に感光性レジストを全面に塗布し、所定パタ
ーンか形成されたフォトマスクを介してパターン転写し
、その後、現像を行ってコンタクトホール部が形成され
るべきレジストパターン(3)を形成する(第1図(a
))。First, a silicon oxide film (2) is formed on a wafer (1) to a thickness of about 11,000 by CVD. Next, a photosensitive resist is applied over the entire surface, a predetermined pattern is transferred through a photomask, and then developed to form a resist pattern (3) in which a contact hole portion is to be formed. form (Fig. 1 (a)
)).
次に、このレジストパターン(3)をマスクとしてフッ
酸溶液を用いてシリコン酸化膜(2)を、ウニ・ノトエ
ソチング法により 6.000人程度の深さにエツチン
グする。このとき、レジストパターン(3)はボストベ
ーク処理をしていないので、従来例のもののようにレジ
ストパターン(3)全体の形状変化や断面の形状変化は
なく所望のパターン寸法およびパターン形状か保持され
ている(第1図(b))。Next, using this resist pattern (3) as a mask, the silicon oxide film (2) is etched using a hydrofluoric acid solution to a depth of approximately 6,000 mm using the sea urchin etching method. At this time, since the resist pattern (3) is not subjected to the boss baking process, there is no change in the overall shape or cross-sectional shape of the resist pattern (3) unlike in the conventional example, and the desired pattern dimensions and pattern shape are maintained. (Figure 1(b)).
次に室温から140°Cまて昇温しながら約100秒ボ
ス、遠紫外線によるキュア(以下、DeepUVキュア
と称す)を行う。これによって、レジストパターン(3
)の下地膜との密度性を良くするとともに、耐エンチン
グ性の向上を図っている。この処理では、わずか収縮か
生ずるかレジストパターン(3)の端部コーナーが丸く
なることもなく、また、ウェハ(1)は枚葉処理されて
おり、自動搬送等の処理が可能であり、手作業を排除て
きることから、完廃を低減させることかできる(第1図
(C))。Next, curing with deep ultraviolet rays (hereinafter referred to as deep UV curing) is performed for about 100 seconds while raising the temperature from room temperature to 140°C. This creates a resist pattern (3
) to improve the density with the underlying film and improve the etching resistance. In this process, there is no slight shrinkage or rounding of the end corners of the resist pattern (3), and since the wafer (1) is processed in single wafers, processing such as automatic transport is possible, and it can be carried out manually. Since the work can be eliminated, complete abolition can be reduced (Figure 1 (C)).
次に、このDeep −LIVキュアを施したレジスト
パターン(3)をマスクにして異方性のドライエツチン
グによりシリコン酸化膜(2)の、レジストパターン(
3)に覆われていない部分を基板(1)が露出するよう
に除去する(第1図(d))。Next, using the deep-LIV cured resist pattern (3) as a mask, the resist pattern (3) of the silicon oxide film (2) is etched by anisotropic dry etching.
3) is removed so that the substrate (1) is exposed (FIG. 1(d)).
その後、レジストパターン(3)をアラソングにより除
去し、テーパー状のコンタクトホールか形成される。Thereafter, the resist pattern (3) is removed using an alignment process to form a tapered contact hole.
このようにしてウェハ(1)上にパターン形成を行うこ
とにより、高信頼度の半導体装置が得られる。By forming a pattern on the wafer (1) in this manner, a highly reliable semiconductor device can be obtained.
ところで、第2図は本発明の製造方法を適用した半導体
装置を示す断面図である。By the way, FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor device to which the manufacturing method of the present invention is applied.
図において、(1)はウェハ、(6)は不純物層のソー
ス・ドレイン、(7)はドープトポリシリコンよりなる
ゲート、(8)はソリコン酸化膜よりなるゲート絶縁膜
、(9)はゲート(7)を覆う絶縁膜である。α0)は
ポリシリコンよりなるストレージノード、0υはストレ
ージノートGo)の上のキャパシタ絶縁膜、02はドー
プトポリノリコンよりなるセルプレート、03はTE0
1よりなる層間絶縁膜、04)は層間絶縁膜03に設け
られたコンタクトホールを介してドレイン(6)と接続
されるビット線である。In the figure, (1) is the wafer, (6) is the source/drain of the impurity layer, (7) is the gate made of doped polysilicon, (8) is the gate insulating film made of silicon oxide film, and (9) is the gate. (7) This is an insulating film that covers. α0) is a storage node made of polysilicon, 0υ is a capacitor insulating film on the storage node Go), 02 is a cell plate made of doped polysilicon, and 03 is TE0
The interlayer insulating film 04) made of 1 is a bit line connected to the drain (6) through a contact hole provided in the interlayer insulating film 03.
このような構造のコンタクトホールに適用することによ
り、高信頼の半導体装置が得られることになる。By applying this structure to a contact hole, a highly reliable semiconductor device can be obtained.
なお、上記一実施例ではコンタクトホール部について説
明したがこれに限定されず、ウェットエツチングとドラ
イエツチングとが併用される部分てあればどの工程にも
適用出来ることは言うまでもない。In the above embodiment, the contact hole portion was explained, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to any process where wet etching and dry etching are used together.
以上のように本発明によれば、レジストパターンをマス
クに所定深さまで下地膜をウェットエツチング処理した
後、Deep −UVキュアを行い、その後、異方性の
ドライエツチング処理してレジストパターンに覆われて
いない部分の下地膜を除去するようにしたので、高精度
のパターン形成か行われて高信頼度の半導体装置か得ら
れる効果を有する。As described above, according to the present invention, after wet etching the base film to a predetermined depth using the resist pattern as a mask, deep-UV curing is performed, and then anisotropic dry etching is performed to cover the base film with the resist pattern. Since the base film is removed in the portions where the pattern is not formed, highly accurate pattern formation is performed, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例の半導体装置
のパターン形成方法を示す断面図、第2図は本発明の形
成方法を適用した半導体装置を示す断面図、第3図(a
)〜(e)は従来の半導体装置のパターン形成方法を示
す断面図、第4図は従来のパターン形成方法におけるボ
ストベーク後のレジスト形状のひずみの発生を模式的に
説明する断面図、第5図は従来のパターン形成方法にお
けるボストベーク後のレジストのはがれを模式的に示す
断面図、第6図は第5図に示すものをウェットエツチン
グすることによって生じたサイドエッチを示す断面図で
ある。
図において、(11はウェハ、(2)はシリコン酸化膜
、(3)はレジストパターン、03は層間絶縁膜である
。
なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。1(a) to (d) are cross-sectional views showing a pattern forming method for a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor device to which the forming method of the present invention is applied, and FIG. Figure (a
) to (e) are cross-sectional views showing a conventional pattern forming method for a semiconductor device, FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating the occurrence of distortion in the resist shape after post-baking in the conventional pattern forming method, and FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing peeling of the resist after boss baking in a conventional pattern forming method, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing side etching caused by wet etching the resist shown in FIG. In the figure, (11 is a wafer, (2) is a silicon oxide film, (3) is a resist pattern, and 03 is an interlayer insulating film. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
パターンを形成する第1の工程と、上記レジストパター
ンをマスクに上記被エッチング膜を、ウェットエッチン
グ処理して所定深さまでエッチング除去する第2の工程
と、上記レジストパターンを遠紫外線照射処理する第3
の工程と、上記レジストパターンに覆われていない上記
被エッチング膜の残部を異方性のドライエッチング処理
して上記基板が露出するようにエッチング除去する第4
の工程とを備えた半導体装置の製造方法。A first step of forming a resist pattern on a film to be etched formed on a semiconductor substrate, and a second step of performing wet etching to remove the film to be etched to a predetermined depth using the resist pattern as a mask. and a third step of irradiating the resist pattern with deep ultraviolet rays.
and a fourth step of etching away the remaining portion of the film to be etched that is not covered by the resist pattern by performing an anisotropic dry etching process to expose the substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2335335A JP2570493B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Method for manufacturing semiconductor device |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04199515A true JPH04199515A (en) | 1992-07-20 |
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ID=18287364
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS599923A (en) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS63237418A (en) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | Fujitsu Ltd | Hardening of resist |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2335335A patent/JP2570493B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS599923A (en) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS63237418A (en) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | Fujitsu Ltd | Hardening of resist |
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JP2570493B2 (en) | 1997-01-08 |
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