JPH04335644A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH04335644A JPH04335644A JP10740791A JP10740791A JPH04335644A JP H04335644 A JPH04335644 A JP H04335644A JP 10740791 A JP10740791 A JP 10740791A JP 10740791 A JP10740791 A JP 10740791A JP H04335644 A JPH04335644 A JP H04335644A
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子製造におい
て、多層レジスト構造を用いて半導体基板上の被加工膜
にパターンを形成する方法、とくに多層レジスト構造の
下層膜を酸素ガスのＲＩＥによりパターン形成する方法
に関するものである。
て、多層レジスト構造を用いて半導体基板上の被加工膜
にパターンを形成する方法、とくに多層レジスト構造の
下層膜を酸素ガスのＲＩＥによりパターン形成する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造において回路パターン
の露光または描画法の高い解像度を充分利用するために
レジストとして多層構造が用いられている。ＲＩＥパタ
ーン転写法による２層レジスト構造を用いたプロセスは
例えば、ソリッドステートテクノロジイ（Ｓｏｌｉｄ
Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）／日本版，１
９８５年１０月，ｐ．５２〜５７に示されており、これ
を図２で説明する。
の露光または描画法の高い解像度を充分利用するために
レジストとして多層構造が用いられている。ＲＩＥパタ
ーン転写法による２層レジスト構造を用いたプロセスは
例えば、ソリッドステートテクノロジイ（Ｓｏｌｉｄ
Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）／日本版，１
９８５年１０月，ｐ．５２〜５７に示されており、これ
を図２で説明する。
【０００３】図２において、面上に被加工膜２ が形成
された半導体基板１を準備し、この被加工膜２ の上に
下層膜３ を塗布・成膜する。必要な熱処理を施した後
、この下層膜３ 上に上層膜４ を塗布・成膜する（図
２（ａ））。次に露光及び現像処理を経て、この上層膜
４ をパターン化して上層膜４ａを得る（図２（ｂ））
。
された半導体基板１を準備し、この被加工膜２ の上に
下層膜３ を塗布・成膜する。必要な熱処理を施した後
、この下層膜３ 上に上層膜４ を塗布・成膜する（図
２（ａ））。次に露光及び現像処理を経て、この上層膜
４ をパターン化して上層膜４ａを得る（図２（ｂ））
。
【０００４】その後前記パターン化された上層膜４ａを
マスクとして、酸素プラズマ処理（以下Ｏ２ ＲＩＥ処
理と記す）により下層膜３ をエッチング加工し、パタ
ーン化された下層膜３ａを得る（図２（ｃ））。
マスクとして、酸素プラズマ処理（以下Ｏ２ ＲＩＥ処
理と記す）により下層膜３ をエッチング加工し、パタ
ーン化された下層膜３ａを得る（図２（ｃ））。
【０００５】以上の処理により被加工膜２ に必要なレ
ジストパターンが形成されたことになる。
ジストパターンが形成されたことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、高性能な半導
体装置を製造するためには、半導体装置の一部分となる
被加工膜２ を精度よく加工することが必須であるが、
そのためにはマスクとなる下層膜３ を精度よくパター
ン化する必要がある。
体装置を製造するためには、半導体装置の一部分となる
被加工膜２ を精度よく加工することが必須であるが、
そのためにはマスクとなる下層膜３ を精度よくパター
ン化する必要がある。
【０００７】このため前記Ｏ２ ＲＩＥ処理においては
異方性を高めた条件、すなわちスパッタ効果を導入した
エッチング条件が必要である。したがって、上述の方法
ではＯ２ ＲＩＥ処理による下層膜３ のエッチング終
了時点で下層膜厚３やＯ２ ＲＩＥ速度のパラツキによ
り被加工膜２ ２も部分的に酸素プラズマにさらされ、
かつスパッタされることになる。
異方性を高めた条件、すなわちスパッタ効果を導入した
エッチング条件が必要である。したがって、上述の方法
ではＯ２ ＲＩＥ処理による下層膜３ のエッチング終
了時点で下層膜厚３やＯ２ ＲＩＥ速度のパラツキによ
り被加工膜２ ２も部分的に酸素プラズマにさらされ、
かつスパッタされることになる。
【０００８】被加工膜がスパッタされると、図３（ａ）
のようにレジストパターン側壁には被加工膜構成成分と
酸素の反応生成物５ が付着することになる。被加工膜
２ がシリコン，ポリシリコンあるいはシリコン酸化膜
等の場合には、上記側壁に付着する反応生成物５ はシ
リコン酸化膜系の物質であり、被加工膜の加工処理後、
不要となったレジストとともに、比較的容易に除去がで
きる。 しかしながら、被加工膜２ がタングステン，アルミニ
ウムあるいはそれらを含む合金の場合には、レジストパ
ターン側壁に付着する反応生成物５ は化学的に強固な
物質であるため、通常のレジスト除去薬品では除去でき
ず、図３（ｂ）のように半導体基板上に残留してしまう
ことがあり、半導体装置製造工程の障害となっていた。
のようにレジストパターン側壁には被加工膜構成成分と
酸素の反応生成物５ が付着することになる。被加工膜
２ がシリコン，ポリシリコンあるいはシリコン酸化膜
等の場合には、上記側壁に付着する反応生成物５ はシ
リコン酸化膜系の物質であり、被加工膜の加工処理後、
不要となったレジストとともに、比較的容易に除去がで
きる。 しかしながら、被加工膜２ がタングステン，アルミニ
ウムあるいはそれらを含む合金の場合には、レジストパ
ターン側壁に付着する反応生成物５ は化学的に強固な
物質であるため、通常のレジスト除去薬品では除去でき
ず、図３（ｂ）のように半導体基板上に残留してしまう
ことがあり、半導体装置製造工程の障害となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、多層レジスト
構造の下層膜をＯ２ＲＩＥ処理によりパターン形成する
方法における上記障害を除去するため被加工膜上にシリ
コン含有ポリマを塗布・成膜し、その後従来方法と同様
に下層膜及び上層膜を順次形成するようにしたものであ
る。
構造の下層膜をＯ２ＲＩＥ処理によりパターン形成する
方法における上記障害を除去するため被加工膜上にシリ
コン含有ポリマを塗布・成膜し、その後従来方法と同様
に下層膜及び上層膜を順次形成するようにしたものであ
る。
【００１０】
【作用】シリコン含有ポリマ層は酸素と反応するとシリ
コン酸化膜となる。この酸化膜はスパッタにより付着す
る膜と同じ成分となる。前述のようにこれは容易に除去
可能であり、半導体基板上に残留することがない。
コン酸化膜となる。この酸化膜はスパッタにより付着す
る膜と同じ成分となる。前述のようにこれは容易に除去
可能であり、半導体基板上に残留することがない。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す工程順に示す断
面図であり、以下詳細に説明する。
面図であり、以下詳細に説明する。
【００１２】被加工膜３２が形成された半導体基板３１
を準備し、シリコン含有ポリマ３３として例えばＰＡＣ
Ｓ（ポリ（アリル−クロロメチル シルセスケ／オキ
サン）Ｐｏｌｙ（ａｌｌｙｌ−ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌ（ｓｅｓｇｕｅ）ｏｘａｎｅ））を０．０
５〜０．１μｍの厚さに回転塗布する。次に下層膜３４
として有機ポリマＨＰＲ−２０４（商品名）を０．３〜
２．０μｍの厚さに回転塗布し、しかる後上層膜３５と
してＰＡＣＳを０．１〜０．５μｍの厚さに回転塗布し
図１（ａ）の構造を得る。
を準備し、シリコン含有ポリマ３３として例えばＰＡＣ
Ｓ（ポリ（アリル−クロロメチル シルセスケ／オキ
サン）Ｐｏｌｙ（ａｌｌｙｌ−ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌ（ｓｅｓｇｕｅ）ｏｘａｎｅ））を０．０
５〜０．１μｍの厚さに回転塗布する。次に下層膜３４
として有機ポリマＨＰＲ−２０４（商品名）を０．３〜
２．０μｍの厚さに回転塗布し、しかる後上層膜３５と
してＰＡＣＳを０．１〜０．５μｍの厚さに回転塗布し
図１（ａ）の構造を得る。
【００１３】次に電子ビーム露光技術により必要な部分
を選択的に露光し、現像処理を経て、上層膜３５をパタ
ーン化し、パターン化された上層膜３５ａ を得る（図
１（ｂ））。
を選択的に露光し、現像処理を経て、上層膜３５をパタ
ーン化し、パターン化された上層膜３５ａ を得る（図
１（ｂ））。
【００１４】この後、前記上層膜３５ａ をマスクとし
てＯ２ ＲＩＥ技術により下層膜３４をエッチング処理
をし、パターン化された下層膜３４ａ を得るがこのと
きシリコン含有ポリマ３３も酸素プラズマにさらされ、
スパッタされるため、シリコン酸化膜系の物質が付着膜
３６としてパターン化された下層膜３４ａ 及び上層膜
３５ａ の側壁に形成される（図１（ｃ））。
てＯ２ ＲＩＥ技術により下層膜３４をエッチング処理
をし、パターン化された下層膜３４ａ を得るがこのと
きシリコン含有ポリマ３３も酸素プラズマにさらされ、
スパッタされるため、シリコン酸化膜系の物質が付着膜
３６としてパターン化された下層膜３４ａ 及び上層膜
３５ａ の側壁に形成される（図１（ｃ））。
【００１５】この状態で被加工膜３２をエッチング処理
しパターン化された被加工膜３２ａ を得る（図１（ｄ
））。
しパターン化された被加工膜３２ａ を得る（図１（ｄ
））。
【００１６】しかる後、不要となったシリコン含有ポリ
マ３３ａ 下層膜３４ａ および上層膜３５ａ を除去
するため濃硝酸あるいは濃硫酸と過酸化水素水の混合液
に浸漬するが、いずれも有機物であるため容易に除去さ
れる。また付着物３６はシリコン含有ポリマが酸素によ
りスパッタされた構造的に弱い物質であるため前記不要
となった有機膜除去工程で同時に除去され、図１（ｅ）
を得ることができる。
マ３３ａ 下層膜３４ａ および上層膜３５ａ を除去
するため濃硝酸あるいは濃硫酸と過酸化水素水の混合液
に浸漬するが、いずれも有機物であるため容易に除去さ
れる。また付着物３６はシリコン含有ポリマが酸素によ
りスパッタされた構造的に弱い物質であるため前記不要
となった有機膜除去工程で同時に除去され、図１（ｅ）
を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被加工膜の直上にシリコン含有ポリマを形成した
ので、下層膜のＯ２ ＲＩＥ処理時に、スパッタによる
被加工膜の除去困難な物質の付着を防止でき、かつシリ
コン含有ポリマが有機物であるため、通常の有機物処理
工程で除去できるという効果をもつ。
れば、被加工膜の直上にシリコン含有ポリマを形成した
ので、下層膜のＯ２ ＲＩＥ処理時に、スパッタによる
被加工膜の除去困難な物質の付着を防止でき、かつシリ
コン含有ポリマが有機物であるため、通常の有機物処理
工程で除去できるという効果をもつ。
【００１８】さらに上述したシリコン含有ポリマ，下層
膜及び上層膜は通常の回転塗布装置により連続処理の実
現が可能である。
膜及び上層膜は通常の回転塗布装置により連続処理の実
現が可能である。
【図１】本発明に係るパターン形成の工程を示す断面図
である。
である。
【図２】従来方法によるパターン形成の工程を示す断面
図である。
図である。
【図３】図１における下層膜Ｏ２ ＲＩＥ時に被加工膜
がスパッタされてパターン側壁に付着する物質の状態を
示す断面図である。
がスパッタされてパターン側壁に付着する物質の状態を
示す断面図である。
３１ 半導体基板
３２ 被加工膜
３３ シリコン含有ポリマ
３４ 下層膜
３５ 上層膜
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体集積回路の製造における基板上
の被加工膜の、多層レジスト構造を介しての酸素ガスの
リアクティブエッチングによるパターン形成方法におい
て、上記被加工膜と上記多層レジスト構造との間に、シ
リコン含有ポリマー層を形成し、上記多層構造および上
記シリコン含有ポリマー層の酸素ガスのリアクティブエ
ッチングを介して上記被加工膜にパターンを形成するこ
とを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】 前記シリコン含有ポリマー層はＰＡＣ
Ｓからなることを特徴とする、請求項１の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10740791A JP2937537B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10740791A JP2937537B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335644A true JPH04335644A (ja) | 1992-11-24 |
| JP2937537B2 JP2937537B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=14458368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10740791A Expired - Fee Related JP2937537B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937537B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7575853B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-08-18 | Tdk Corporation | Method of forming thin film pattern and method of forming magnetoresistive element |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP10740791A patent/JP2937537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7575853B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-08-18 | Tdk Corporation | Method of forming thin film pattern and method of forming magnetoresistive element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2937537B2 (ja) | 1999-08-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990525 |
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