JPH04250624A - Pattern formation - Google Patents

Pattern formation

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JPH04250624A
JPH04250624A JP781991A JP781991A JPH04250624A JP H04250624 A JPH04250624 A JP H04250624A JP 781991 A JP781991 A JP 781991A JP 781991 A JP781991 A JP 781991A JP H04250624 A JPH04250624 A JP H04250624A
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JP
Japan
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pattern
resist
film
sio2
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP781991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasue Itou
伊東 康恵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the change in dimension of the SiO2 pattern after the resist patterning and etching with completely coinsided both patterns. CONSTITUTION:After a resist film 12 containing Si is formed on a semiconductor substrate 11, it is patterned. Then, the patterned resist film 12a containing Si is changed into a SiO2 film with a O2 plasma irradiation 13.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は超LSI等の半導体装
置のパターン形成方法、特に酸化膜のパターン形成に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming patterns of semiconductor devices such as VLSIs, and in particular to patterning of oxide films.

【0002】0002

【従来の技術】図2は従来の半導体装置のパターン形成
方法の一例を示す図である。図2においてSi、GaA
s等の半導体基板(以下基板という)1上にはパターン
を形成するためのSiO2 膜2がスパッタリング法や
蒸着法により約3000〜10000Å形成されている
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional pattern forming method for a semiconductor device. In Figure 2, Si, GaA
A SiO2 film 2 for forming a pattern is formed on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as "substrate") 1 of approximately 3,000 to 10,000 Å by sputtering or vapor deposition.

【0003】さらにSiO2 膜2上には、パターンを
転写するためのレジスト膜3が約2000〜15000
Å形成されている。(図2(a))次にレジスト膜3は
図2には図示しないマスクを通して紫外光や遠紫外光に
よって、パターンを転写するホトリソ法やあるいは、パ
ターンデータを直接レジスト膜3上に描画していく電子
線直接描画法などによって現象液に不溶部と可溶部をパ
ターンデータ通りに形成し現像処理をおこなうことによ
ってレジストパターン3aを形成する。(図2(b))
次に、形成したレジストパターン3aをマスクとしてS
iO2 膜2をCHF3等のエッチングガスでエッチン
グすることにより前記レジストパターン3aのパターン
をSiO2  膜2に転写し、SiO2 のパターン2
aが形成される。(図2(c))最後に不必要になった
レジスト膜で形成されたパターン3aを、O2 プラズ
マ照射や硫酸過水に浸漬することによって除去する。
Furthermore, on the SiO2 film 2, a resist film 3 with a thickness of approximately 2,000 to 15,000
A is formed. (FIG. 2(a)) Next, the resist film 3 is formed by photolithography, which transfers the pattern using ultraviolet light or deep ultraviolet light through a mask not shown in FIG. 2, or by directly drawing pattern data on the resist film 3. The resist pattern 3a is formed by forming an insoluble part and a soluble part in the phenomenon liquid in accordance with the pattern data using a direct electron beam drawing method or the like, and then performing a development process. (Figure 2(b))
Next, using the formed resist pattern 3a as a mask, S
By etching the iO2 film 2 with an etching gas such as CHF3, the pattern of the resist pattern 3a is transferred to the SiO2 film 2, thereby forming the SiO2 pattern 2.
a is formed. (FIG. 2(c)) Finally, the pattern 3a formed of the unnecessary resist film is removed by irradiation with O2 plasma or immersion in sulfuric acid peroxide.

【0004】このようにして最終的に基板1上にはSi
O2 膜によるパターン2aのみが残るのである。(図
2(d))
In this way, Si is finally deposited on the substrate 1.
Only the pattern 2a made of the O2 film remains. (Figure 2(d))

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年超
LSIの容量が増加するにつれ、より微細なパターン形
成が望まれているが、エッチング等の転写回数が増加す
るにつれて以下に挙げる問題がある。
However, as the capacity of VLSIs increases in recent years, it is desired to form finer patterns, but as the number of transfers such as etching increases, the following problems arise.

【0006】すなわち、まずSiO2 膜等の被加工膜
をエッチングする場合、レジストパターンのアスペクト
比(パターンの縦、横の比率)が高い場合にはエッチン
グガスが被加工膜にまで到達せず、その結果、SiO2
 膜にレジストパターンの転写が正確におこなわれず、
最終的に形状や寸法の低下をまねく原因になるという問
題がある。
That is, when etching a film to be processed such as a SiO2 film, if the aspect ratio of the resist pattern (the ratio of the length and width of the pattern) is high, the etching gas will not reach the film to be processed, and the etching gas will not reach the film to be processed. As a result, SiO2
The resist pattern is not transferred accurately to the film.
There is a problem in that it ultimately causes deterioration in shape and dimensions.

【0007】さらにエッチングガスの混合比や真空度等
のエッチング条件によってはSiO2 膜とレジスト膜
のエッチングの選択比が変化し、レジストパターンの寸
法とエッチング後のSiO2 パターンの寸法が著しく
異なる原因になるという問題がある。
Furthermore, the etching selectivity between the SiO2 film and the resist film changes depending on the etching conditions such as the mixing ratio of the etching gas and the degree of vacuum, which causes a significant difference between the dimensions of the resist pattern and the dimensions of the SiO2 pattern after etching. There is a problem.

【0008】この発明は以上述べたレジストパターンと
エッチング後のSiO2 パターンの寸法の変化を防止
し、又SiO2 パターンの形状をレジストパターンの
形状に維持させるため、SiO2 膜パターン形成で、
エッチング工程をおこなわないパターン形成方法を提供
することを目的とする。
In order to prevent the dimensions of the resist pattern described above and the SiO2 pattern after etching from changing, and to maintain the shape of the SiO2 pattern in the same shape as the resist pattern, the present invention includes the steps of forming a SiO2 film pattern.
An object of the present invention is to provide a pattern forming method that does not require an etching process.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明はSiO2 膜
のパターニングをおこなう工程で従来のスパッタ法や蒸
着法によるSiO2 膜形成をおこなわず基板上にSi
を含有したレジストを塗布し、そのパターニングをおこ
なった後、O2 プラズマを照射する。
[Means for Solving the Problems] The present invention is directed to forming a SiO2 film on a substrate without forming an SiO2 film by conventional sputtering or vapor deposition in the process of patterning the SiO2 film.
After applying a resist containing .

【0010】0010

【作用】以上の形成方法では、O2 プラズマ照射によ
り下層レジストをエッチングする際にSi含有レジスト
のパターンがSiO2 化する。この時、レジストはS
iO2 化し易く、しかも解像力と密着性に優れている
のでSiO2 膜パターンを1段階で正確に形成できる
ことになる。
[Operation] In the above formation method, the pattern of the Si-containing resist is converted to SiO2 when the lower resist layer is etched by O2 plasma irradiation. At this time, the resist is S
Since it is easy to convert into iO2 and has excellent resolution and adhesion, it is possible to accurately form a SiO2 film pattern in one step.

【0011】[0011]

【実施例】図1はこの発明の実施例を示すものである。Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【0012】基板11上にはSi含有ネガ型レジストP
ACS(沖電気:信越シリコン)をスピンコート法によ
り1000〜3000rpm回転させ、80℃のホット
プレート上で約60〜120秒熱処理をおこなうことに
より約2000〜5000ÅのSi含有レジスト膜12
を形成する。(図1(a))次に電子線を20kVの加
速電圧で約1〜10μc/cm2 の照射量でパターン
データ通りにSi含有レジスト上を走査させることによ
り電子が照射された部分(現像液に不溶部)と電子が照
射されなかった部分(現像液可溶部)を形成し、DMF
(ジメチルホルムアミド)をMIBK(メチルイソブチ
ルケトン)で希釈した現像液で約10〜60秒現像をお
こない、その後IPA(イソプロピルアルコール)でリ
ンスをおこなうことによってSi含有レジストパターン
12aを基板11上に形成する。(図1(b))この後
O2 プラズマ13を例えば1TorrO2 雰囲気中
で100〜200W約60〜300秒照射する。(図1
(c))このようにして最終的には基板11上にSiO
2 化したパターン12bが形成される。(図1(d)
)従来Si含有レジストは2層レジスト構造の上層レジ
ストとして使用されている。この場合下層には、OFP
R8900(東京応化)等の耐プラズマ性にすぐれたノ
ボラックレジストを用い、下層レジストをO2 プラズ
マによってエッチングする際、O2 プラズマによりS
i含有レジスト表面を同時にSiO2 化し、耐ドライ
エッチング性をもたせるために使用されている。そのた
めにレジストがSiO2 化しやすくしかもSi含有レ
ジストは解像力と密着性に優れているので優れたパター
ン形成が可能である。
[0012] On the substrate 11 is a Si-containing negative resist P.
A Si-containing resist film 12 with a thickness of about 2000 to 5000 Å is formed by rotating ACS (Oki Electric: Shin-Etsu Silicon) at 1000 to 3000 rpm using a spin coating method and heat-treating it on a hot plate at 80° C. for about 60 to 120 seconds.
form. (Fig. 1(a)) Next, the electron beam is scanned over the Si-containing resist according to the pattern data at an acceleration voltage of 20 kV and a dose of about 1 to 10 μc/cm2. The DMF
A Si-containing resist pattern 12a is formed on the substrate 11 by developing for about 10 to 60 seconds with a developer prepared by diluting (dimethylformamide) with MIBK (methyl isobutyl ketone), and then rinsing with IPA (isopropyl alcohol). . (FIG. 1(b)) After that, O2 plasma 13 is irradiated with 100 to 200 W for about 60 to 300 seconds in a 1 Torr O2 atmosphere, for example. (Figure 1
(c)) In this way, SiO is finally deposited on the substrate 11.
2 pattern 12b is formed. (Figure 1(d)
) Conventionally, Si-containing resists have been used as upper resists in two-layer resist structures. In this case, the lower layer includes OFP
When etching the lower layer resist with O2 plasma using a novolac resist with excellent plasma resistance such as R8900 (Tokyo Ohka), S
It is used to simultaneously convert the i-containing resist surface into SiO2 and provide dry etching resistance. Therefore, the resist is easily converted into SiO2, and since the Si-containing resist has excellent resolution and adhesion, it is possible to form an excellent pattern.

【0013】さらに、この発明によって、Si含有レジ
ストパターンをSiO2 化すれば硫酸過水等の耐薬品
性にも優れ、次工程でのエッチングや薬品浸漬にも優れ
た耐性を示す。
Furthermore, according to the present invention, if the Si-containing resist pattern is converted to SiO2, it will have excellent resistance to chemicals such as sulfuric acid and hydrogen peroxide, and will also exhibit excellent resistance to etching and chemical immersion in the next step.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上詳細に説明したようにこの発明によ
ればSi含有レジストを使い解像性のよいパターンを形
成した後、O2 プラズマでパターンをSiO2 化す
る。 従って、従来方法のようにSiO2 膜を形成した後、
リソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、その
後レジストパターンをマスクにしてSiO2 膜をエッ
チングする工程がはぶける。
As described above in detail, according to the present invention, a pattern with good resolution is formed using a Si-containing resist, and then the pattern is converted into SiO2 using O2 plasma. Therefore, after forming the SiO2 film as in the conventional method,
A resist pattern is formed by lithography, and then the SiO2 film is etched using the resist pattern as a mask.

【0015】さらには一回のリソグラフィによりSiO
2 パターンを形成することができるので形状にすぐれ
たパターンやデータ通りの正確な寸法を持つSiO2 
パターン形成が可能である。
Furthermore, SiO
2 It is possible to form patterns, so SiO2 has excellent patterns and accurate dimensions according to the data.
Pattern formation is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明によるパターン形成方法を示す図である
FIG. 1 is a diagram showing a pattern forming method according to the present invention.

【図2】従来のパターン形成方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional pattern forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11    半導体基板 12    Si含有レジスト膜 12a    パターン化されたSi含有レジスト膜1
3    プラズマ照射
11 Semiconductor substrate 12 Si-containing resist film 12a Patterned Si-containing resist film 1
3 Plasma irradiation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)半導体基板上にSi含有レジスト膜
を形成する工程と、(b)前記Si含有レジスト膜をパ
ターニングし、Si含有レジストパターンを形成する工
程と、(c)前記Si含有レジストパターンにO2 プ
ラズマを照射し、SiO2 パターンを形成する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
1. (a) forming a Si-containing resist film on a semiconductor substrate; (b) patterning the Si-containing resist film to form a Si-containing resist pattern; and (c) forming a Si-containing resist film on a semiconductor substrate. A pattern forming method comprising the step of irradiating a resist pattern with O2 plasma to form a SiO2 pattern.
JP781991A 1991-01-25 1991-01-25 Pattern formation Pending JPH04250624A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297970A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Fujitsu Ltd Thin film pattern and its forming method

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