JPH04364718A - パターニング方法 - Google Patents
パターニング方法Info
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- JPH04364718A JPH04364718A JP14041791A JP14041791A JPH04364718A JP H04364718 A JPH04364718 A JP H04364718A JP 14041791 A JP14041791 A JP 14041791A JP 14041791 A JP14041791 A JP 14041791A JP H04364718 A JPH04364718 A JP H04364718A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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、パターニング方法に関
し、更に詳しく言えば、寸法制御性の優れたパターニン
グ方法に関する。
し、更に詳しく言えば、寸法制御性の優れたパターニン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来のパターニング方法について
図を参照しつつ説明する。
図を参照しつつ説明する。
【０００３】図５（Ａ）〜（Ｄ）は、従来例に係るパタ
ーニング方法の工程を示す断面図である。
ーニング方法の工程を示す断面図である。
【０００４】まず、被エッチング層１３ｃに下層レジス
ト層１４ｃを塗布し、該下層レジスト層１４ｃ上に、該
下層レジスト層１４ｃのエッチングガスに対してエッチ
ング耐性がある中間層１５ｃを塗布し、さらに該中間層
１５ｃ上に上層レジスト層１６ｃを塗布する（図５（Ａ
））。
ト層１４ｃを塗布し、該下層レジスト層１４ｃ上に、該
下層レジスト層１４ｃのエッチングガスに対してエッチ
ング耐性がある中間層１５ｃを塗布し、さらに該中間層
１５ｃ上に上層レジスト層１６ｃを塗布する（図５（Ａ
））。
【０００５】次に、上層レジスト層１６ｃを露光、現像
すると、露光領域は除去され、開口部が形成される（図
５（Ｂ））。
すると、露光領域は除去され、開口部が形成される（図
５（Ｂ））。
【０００６】次いで、上層レジスト層１６ｃをマスクと
して、ドライエッチングによって中間層１５ｃをエッチ
ングし（図５（Ｃ））、続いて、上層レジスト層１６ｃ
及び中間層１５ｃをマスクとして、下層レジスト層１４
ｃのエッチングを行う。ここで、上層レジスト層１６ｃ
は下層レジスト層１４ｃがエッチングされる際にエッチ
ング耐性がないので、上層レジスト層１６ｃもエッチン
グされ、そのままエッチングを続けると、最終的に図５
（Ｄ）に示すようなパターンが形成される。
して、ドライエッチングによって中間層１５ｃをエッチ
ングし（図５（Ｃ））、続いて、上層レジスト層１６ｃ
及び中間層１５ｃをマスクとして、下層レジスト層１４
ｃのエッチングを行う。ここで、上層レジスト層１６ｃ
は下層レジスト層１４ｃがエッチングされる際にエッチ
ング耐性がないので、上層レジスト層１６ｃもエッチン
グされ、そのままエッチングを続けると、最終的に図５
（Ｄ）に示すようなパターンが形成される。
【０００７】ここで、上記した様な３層（１４ｃ，１５
ｃ，１６ｃ）の膜をマスクとしてパターニングする工程
で、下層レジスト層１４ｃをエッチングする際に、酸素
と塩素の混合ガスを用いて、─３０℃の温度で寸法制御
性のよい垂直エッチングができることが知られている（
Ｓｈｉｎｇｏ Ｋａｄｏｍｕｒａ ａｎｄ Ｊｕｎ−ｉ
ｃｈｉ Ｓａｔｏｈ， Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒ
ａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ２２ｎｄ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｐ．２０３−２０６
（１９９０） 参照）。
ｃ，１６ｃ）の膜をマスクとしてパターニングする工程
で、下層レジスト層１４ｃをエッチングする際に、酸素
と塩素の混合ガスを用いて、─３０℃の温度で寸法制御
性のよい垂直エッチングができることが知られている（
Ｓｈｉｎｇｏ Ｋａｄｏｍｕｒａ ａｎｄ Ｊｕｎ−ｉ
ｃｈｉ Ｓａｔｏｈ， Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒ
ａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ２２ｎｄ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｐ．２０３−２０６
（１９９０） 参照）。
【０００８】また、酸素ガスに臭化水素ガスを添加する
ことで、更に寸法制御性のよいパターニングが可能であ
ることが示されている。
ことで、更に寸法制御性のよいパターニングが可能であ
ることが示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上層レジス
ト層１６ｃは露光用マスクとして作用するので、露光精
度を向上させる為には、できるだけ膜厚を薄くすること
が望まれる。また、下層レジスト層１４ｃは平坦化膜と
して作用する為、ある程度の膜厚が要求される。
ト層１６ｃは露光用マスクとして作用するので、露光精
度を向上させる為には、できるだけ膜厚を薄くすること
が望まれる。また、下層レジスト層１４ｃは平坦化膜と
して作用する為、ある程度の膜厚が要求される。
【００１０】このため、下層レジスト層１４ｃの膜厚は
上層レジスト層１６ｃに比して厚くなりがちであるが、
前記従来の方法によると、下層レジスト層１４ｃの膜厚
が上層レジスト層１６ｃに比して厚い場合に、図６に示
すように、上層レジスト層１６ｃが除去された後に、更
に同一条件でエッチングを行うと、下層レジスト層１４
ｃの下部にアンダーカットＵＣを生じて（図６（Ｃ））
、被エッチング層１３ｃの垂直エッチングが不可能にな
り、特に微細パターン形成の際に、寸法シフトが生じて
正確なパターニングができない等という問題が生じる。
上層レジスト層１６ｃに比して厚くなりがちであるが、
前記従来の方法によると、下層レジスト層１４ｃの膜厚
が上層レジスト層１６ｃに比して厚い場合に、図６に示
すように、上層レジスト層１６ｃが除去された後に、更
に同一条件でエッチングを行うと、下層レジスト層１４
ｃの下部にアンダーカットＵＣを生じて（図６（Ｃ））
、被エッチング層１３ｃの垂直エッチングが不可能にな
り、特に微細パターン形成の際に、寸法シフトが生じて
正確なパターニングができない等という問題が生じる。
【００１１】一例として、酸素ガスと臭化水素ガスとの
混合ガスをエッチングガスとして用いて下層レジスト層
のエッチングを行った場合に、どの程度のアンダーカッ
トＵＣが生じるかを以下に示す。条件はガス（流量）
酸素 （１６０ＳＣＣＭ）臭化水素 （４０
ＳＣＣＭ） 圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─３０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ である。
混合ガスをエッチングガスとして用いて下層レジスト層
のエッチングを行った場合に、どの程度のアンダーカッ
トＵＣが生じるかを以下に示す。条件はガス（流量）
酸素 （１６０ＳＣＣＭ）臭化水素 （４０
ＳＣＣＭ） 圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─３０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ である。
【００１２】以上のような条件で、開口部の口径Ｒｄが
０．８〜１μｍの場合、図６（Ｃ）に示すような形状の
、合計約０．１μｍのアンダーカットＵＣを生じた。
０．８〜１μｍの場合、図６（Ｃ）に示すような形状の
、合計約０．１μｍのアンダーカットＵＣを生じた。
【００１３】この問題は、特にエッチングガスとして酸
素ガスとハロゲンガス（塩素系、臭素系）との混合ガス
を用いた場合に顕著にあらわれる。これは、次のような
理由によるものと考えられる。
素ガスとハロゲンガス（塩素系、臭素系）との混合ガス
を用いた場合に顕著にあらわれる。これは、次のような
理由によるものと考えられる。
【００１４】即ち、これらの混合ガス系では、エッチン
グ中にＣＣｌｘ やＣＢｒｘ 等の有機化合物が反応に
よって生成されて、エッチングによって形成される溝の
側壁に付着して、側壁を保護している。
グ中にＣＣｌｘ やＣＢｒｘ 等の有機化合物が反応に
よって生成されて、エッチングによって形成される溝の
側壁に付着して、側壁を保護している。
【００１５】ところが、側壁保護物質の成分であるＣ（
炭素）の供給源は上層レジスト層１６ｃ及び下層レジス
ト層１４ｃであるので、上層レジスト層１６ｃがすべて
エッチングされて下層レジスト層１４ｃのみがエッチン
グされるようになると、急激にＣの量が減少する。従っ
て、この時以後はＣＣｌｘ やＣＢｒｘ 等の発生量も
減少する為、溝の側壁に付着する量も減少し、側壁保護
が充分でなくなるためであると考えられる。
炭素）の供給源は上層レジスト層１６ｃ及び下層レジス
ト層１４ｃであるので、上層レジスト層１６ｃがすべて
エッチングされて下層レジスト層１４ｃのみがエッチン
グされるようになると、急激にＣの量が減少する。従っ
て、この時以後はＣＣｌｘ やＣＢｒｘ 等の発生量も
減少する為、溝の側壁に付着する量も減少し、側壁保護
が充分でなくなるためであると考えられる。
【００１６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
て創作されたものであり、３層レジスト法に用いる最下
層レジスト層をエッチングする過程において、垂直形状
のエッチング断面を形成し、寸法シフトを最小限に抑制
することができるようなパターニング方法の提供を目的
とする。
て創作されたものであり、３層レジスト法に用いる最下
層レジスト層をエッチングする過程において、垂直形状
のエッチング断面を形成し、寸法シフトを最小限に抑制
することができるようなパターニング方法の提供を目的
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、被
エッチング層１３ａ 上に第１の層１４ａ 、第２の層
１５ａ 、有機物系の感光材料からなる第３の層１６ａ
を順次形成する工程と、前記第３の層１６ａ を露光
、現像して該第３の層１６ａ の露光領域を除去する工
程と、前記第３の層１６ａ をマスクとして前記第２の
層１５ａ を第１のエッチング条件によってドライエッ
チングし、前記第２の層１５ａ に開口部を形成する工
程と、前記第３の層１６ａ を除去する工程と、ハロゲ
ン元素を含む反応ガスを用いた第２のエッチング条件で
前記第２の層１５ａ をマスクとして前記第１の層１４
ａ をドライエッチングし、前記第１の層１４ａ に開
口部を形成する工程と、前記第１の層１４ａ をマスク
として前記被エッチング層１３ａ をエッチングする工
程とを含むことを特徴とするパターニング方法によって
達成され、第２に、上記の反応ガスは少なくとも酸素ガ
スと塩素原子を含むガスとの混合ガスであることを特徴
とするパターニング方法によって達成され、第３に、上
記の反応ガスは少なくとも酸素ガスと臭素原子を含むガ
スとの混合ガスであることを特徴とするパターニング方
法によって達成され、第４に、上記の塩素原子を含むガ
スは塩素ガス、三塩化ホウ素又は四塩化珪素であること
を特徴とするパターニング方法によって達成され、第５
に、上記の臭素原子を含むガスは臭素ガス、臭化水素ガ
ス又は三臭化ホウ素ガスであることを特徴とするパター
ニング方法によって達成され、第６に、上記の第１の層
１４ａ をドライエッチングする工程において、基板の
温度が─６０℃から５０℃の範囲でエッチングを行うこ
とを特徴とするパターニング方法によって達成され、第
７に、上記の第１の層１４ａ の膜厚は第３の層１６ａ
の膜厚より厚いことを特徴とするパターニング方法に
よって達成される。
エッチング層１３ａ 上に第１の層１４ａ 、第２の層
１５ａ 、有機物系の感光材料からなる第３の層１６ａ
を順次形成する工程と、前記第３の層１６ａ を露光
、現像して該第３の層１６ａ の露光領域を除去する工
程と、前記第３の層１６ａ をマスクとして前記第２の
層１５ａ を第１のエッチング条件によってドライエッ
チングし、前記第２の層１５ａ に開口部を形成する工
程と、前記第３の層１６ａ を除去する工程と、ハロゲ
ン元素を含む反応ガスを用いた第２のエッチング条件で
前記第２の層１５ａ をマスクとして前記第１の層１４
ａ をドライエッチングし、前記第１の層１４ａ に開
口部を形成する工程と、前記第１の層１４ａ をマスク
として前記被エッチング層１３ａ をエッチングする工
程とを含むことを特徴とするパターニング方法によって
達成され、第２に、上記の反応ガスは少なくとも酸素ガ
スと塩素原子を含むガスとの混合ガスであることを特徴
とするパターニング方法によって達成され、第３に、上
記の反応ガスは少なくとも酸素ガスと臭素原子を含むガ
スとの混合ガスであることを特徴とするパターニング方
法によって達成され、第４に、上記の塩素原子を含むガ
スは塩素ガス、三塩化ホウ素又は四塩化珪素であること
を特徴とするパターニング方法によって達成され、第５
に、上記の臭素原子を含むガスは臭素ガス、臭化水素ガ
ス又は三臭化ホウ素ガスであることを特徴とするパター
ニング方法によって達成され、第６に、上記の第１の層
１４ａ をドライエッチングする工程において、基板の
温度が─６０℃から５０℃の範囲でエッチングを行うこ
とを特徴とするパターニング方法によって達成され、第
７に、上記の第１の層１４ａ の膜厚は第３の層１６ａ
の膜厚より厚いことを特徴とするパターニング方法に
よって達成される。
【００１８】
【作 用】本発明のパターニング方法によれば、図１
，図２の（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、第１のエッチン
グ条件で第２の層１５ａ に開口部を形成した後に、有
機物系の感光性材料からなる第３の層１６ａ をウエッ
トエッチング等で除去し、更に、ハロゲン元素を含む反
応ガスを用いた第２のエッチング条件で、前記第２の層
１５ａ をマスクとして第１の層１４ａ をドライエッ
チングし、前記第１の層１４ａ に開口部を形成してい
る。
，図２の（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、第１のエッチン
グ条件で第２の層１５ａ に開口部を形成した後に、有
機物系の感光性材料からなる第３の層１６ａ をウエッ
トエッチング等で除去し、更に、ハロゲン元素を含む反
応ガスを用いた第２のエッチング条件で、前記第２の層
１５ａ をマスクとして第１の層１４ａ をドライエッ
チングし、前記第１の層１４ａ に開口部を形成してい
る。
【００１９】これにより、アンダーカットや寸法シフト
の発生を防止することができる。
の発生を防止することができる。
【００２０】
（１）第１の実施例
次に本発明の第１の実施例に係るパターニング方法を図
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００２１】図３は、本発明の実施例に係るパターニン
グ方法に使用する反応性イオンエッチング装置の断面図
である。 １は、エッチングガスを導入して被エッチ
ング層をエッチングする反応室で、該反応室１の下部に
あるエッチングガスを導入するガス導入口２に対向する
位置には、高周波電源３の一方の電極に接続された陰極
電極４が設けられ、該陰極電極４には、静電チャック５
が取り付けられており、静電チャック５によって基板６
は陰極電極４に静電吸着される。また、前記高周波電源
３の他方の電極は陽極電極１０にも接続されている。
グ方法に使用する反応性イオンエッチング装置の断面図
である。 １は、エッチングガスを導入して被エッチ
ング層をエッチングする反応室で、該反応室１の下部に
あるエッチングガスを導入するガス導入口２に対向する
位置には、高周波電源３の一方の電極に接続された陰極
電極４が設けられ、該陰極電極４には、静電チャック５
が取り付けられており、静電チャック５によって基板６
は陰極電極４に静電吸着される。また、前記高周波電源
３の他方の電極は陽極電極１０にも接続されている。
【００２２】更に、前記陰極電極４及び静電チャック５
を貫通するようにしてヘリウム供給口７が形成され、陰
極電極４に接触するようにして蛍光式光ファイバー温度
計８が取り付けられている。
を貫通するようにしてヘリウム供給口７が形成され、陰
極電極４に接触するようにして蛍光式光ファイバー温度
計８が取り付けられている。
【００２３】また、９は絶縁物であり、１０は陰極電極
４に対する陽極電極である。１１は静電チャック５に静
電吸着のための電圧を供給する直流電源、１２は陰極電
極４を冷却するための低温用冷却器である。
４に対する陽極電極である。１１は静電チャック５に静
電吸着のための電圧を供給する直流電源、１２は陰極電
極４を冷却するための低温用冷却器である。
【００２４】また、図４（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施
例に係るパターニング方法の工程を示す断面図である。
例に係るパターニング方法の工程を示す断面図である。
【００２５】まず、図４（Ａ）に示すように、パターニ
ングすべき多結晶シリコン基板３１上に下層レジスト層
としてノボラック系レジスト層３２を２μｍ塗布し、温
度２５０℃でハードベークする。次いで、該ノボラック
系レジスト層３２上に中間層としてＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
ｏｎ Ｇｌａｓｓ）層３３を０．２５μｍ塗布する。
ングすべき多結晶シリコン基板３１上に下層レジスト層
としてノボラック系レジスト層３２を２μｍ塗布し、温
度２５０℃でハードベークする。次いで、該ノボラック
系レジスト層３２上に中間層としてＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
ｏｎ Ｇｌａｓｓ）層３３を０．２５μｍ塗布する。
【００２６】次に、該ＳＯＧ層３３上に上層レジスト層
としてノボラック系レジスト層３４を１μｍ塗布する。
としてノボラック系レジスト層３４を１μｍ塗布する。
【００２７】次いで、ノボラック系レジスト層３４上に
フォトマスクを当てて紫外線等で露光した後、現像し、
露光領域のノボラック系レジスト層３４を除去する（図
４（Ｂ））。
フォトマスクを当てて紫外線等で露光した後、現像し、
露光領域のノボラック系レジスト層３４を除去する（図
４（Ｂ））。
【００２８】更に、図３に示すような反応性イオンエッ
チング装置を用いて、流量１００ＳＣＣＭのＣＦ４ ガ
ス、流量１００ＳＣＣＭのＣＨＦ３ガスを導入し、反応
室内部の圧力を０．１Ｔｏｒｒとしたのち、高周波電力
４００Ｗの条件でＳＯＧ層３３をエッチングする（図４
（Ｂ））。
チング装置を用いて、流量１００ＳＣＣＭのＣＦ４ ガ
ス、流量１００ＳＣＣＭのＣＨＦ３ガスを導入し、反応
室内部の圧力を０．１Ｔｏｒｒとしたのち、高周波電力
４００Ｗの条件でＳＯＧ層３３をエッチングする（図４
（Ｂ））。
【００２９】次いで、上層レジスト層のノボラック系レ
ジスト層３４をキシレン等の有機溶剤で除去する（図４
（Ｃ））。この時、下層レジスト層のノボラック系レジ
スト層３２は、上述したように２５０℃でハードベーク
されているので、除去されることはない。
ジスト層３４をキシレン等の有機溶剤で除去する（図４
（Ｃ））。この時、下層レジスト層のノボラック系レジ
スト層３２は、上述したように２５０℃でハードベーク
されているので、除去されることはない。
【００３０】次に、下記の条件で、下層レジスト層にあ
たるノボラック系レジスト層３２のドライエッチングを
行う。
たるノボラック系レジスト層３２のドライエッチングを
行う。
【００３１】
ガス（流量） 酸素 （１６０ＳＣＣＭ）
臭化水素 （４０ＳＣＣＭ） 圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１２００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
臭化水素 （４０ＳＣＣＭ） 圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１２００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００３２】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、５０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上した。
００Ｗに上げると、５０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上した。
【００３３】更に、寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、アンダーカットを生じることもなく、垂直
エッチングが実現できた。
以下であり、アンダーカットを生じることもなく、垂直
エッチングが実現できた。
【００３４】また、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、アンダ
ーカットを生じることもなく、垂直エッチングが実現で
きた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、アンダ
ーカットを生じることもなく、垂直エッチングが実現で
きた。
【００３５】即ち、酸素ガスと、臭化水素ガスの混合ガ
スによってエッチングする場合には、基板温度を─６０
℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
スによってエッチングする場合には、基板温度を─６０
℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００３６】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００３７】（２）第２の実施例
第２の実施例の工程は、第１の実施例で説明した図４（
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、図４（Ｃ）
の下層レジスト層にあたるノボラック系レジスト層３２
のドライエッチングを行う。
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、図４（Ｃ）
の下層レジスト層にあたるノボラック系レジスト層３２
のドライエッチングを行う。
【００３８】
ガス（流量） 酸素 （１６０ＳＣＣＭ）
臭素 （４０ＳＣＣＭ）圧力
０．１Ｔｏｒｒ高周波電力 ２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１０００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
臭素 （４０ＳＣＣＭ）圧力
０．１Ｔｏｒｒ高周波電力 ２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１０００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００３９】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、４０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
００Ｗに上げると、４０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
【００４０】更に、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
【００４１】即ち、酸素ガスと、臭素ガスの混合ガスに
よってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃か
ら５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
よってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃か
ら５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００４２】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００４３】（３）第３の実施例
第３の実施例の工程は、第１の実施例で説明した図４（
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
【００４４】
ガス（流量） 酸素 （１６
０ＳＣＣＭ）三臭化ホウ素 （４０ＳＣＣＭ
）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度８００Å／ｍｉｎ
が得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定限
界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダー
カットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを生
じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
０ＳＣＣＭ）三臭化ホウ素 （４０ＳＣＣＭ
）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度８００Å／ｍｉｎ
が得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定限
界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダー
カットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを生
じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００４５】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、３６００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
００Ｗに上げると、３６００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
【００４６】更に、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
【００４７】即ち、酸素ガスと、三臭化ホウ素ガスの混
合ガスによってエッチングする場合には、基板温度を─
６０℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
合ガスによってエッチングする場合には、基板温度を─
６０℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００４８】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００４９】（４）第４の実施例
第４の実施例の工程は、第１の実施例で説明した図４（
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
【００５０】
ガス（流量） 酸素 （１６０ＳＣＣ
Ｍ）塩素 （４０ＳＣＣＭ）圧力
０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１２００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
Ｍ）塩素 （４０ＳＣＣＭ）圧力
０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１２００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００５１】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、５０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
００Ｗに上げると、５０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
【００５２】更に、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
【００５３】即ち、酸素ガスと、塩素ガスの混合ガスに
よってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃か
ら５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
よってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃か
ら５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００５４】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００５５】（５）第５の実施例
第５の実施例の工程は、第１の実施例で説明した図４（
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
【００５６】
ガス（流量） 酸素 （１６
０ＳＣＣＭ）三塩化ホウ素 （４０ＳＣＣＭ
）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１０００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
０ＳＣＣＭ）三塩化ホウ素 （４０ＳＣＣＭ
）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ高周波電力
２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度１０００Å／ｍｉ
ｎが得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定
限界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダ
ーカットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを
生じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００５７】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、４０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
００Ｗに上げると、４０００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
【００５８】更に、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
【００５９】即ち、酸素ガスと、三塩化ホウ素ガスの混
合ガスによってエッチングする場合には、基板温度を─
６０℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
合ガスによってエッチングする場合には、基板温度を─
６０℃から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００６０】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００６１】（６）第６の実施例
第６の実施例の工程は、第１の実施例で説明した図４（
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
Ａ）〜（Ｃ）までの工程後、下記の条件で、下層レジス
ト層にあたるノボラック系レジスト層３２のドライエッ
チングを行う。
【００６２】
ガス 酸素
（１６０ＳＣＣＭ）四塩化珪素 （４
０ＳＣＣＭ）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ
高周波電力 ２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度９００Å／ｍｉｎ
が得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定限
界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダー
カットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを生
じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
（１６０ＳＣＣＭ）四塩化珪素 （４
０ＳＣＣＭ）圧力 ０．１Ｔｏｒｒ
高周波電力 ２００Ｗ 基板温度 ─４０℃ ガス冷却 ６Ｔｏｒｒ 上記条件に基づいてノボラック系レジスト層３２のエッ
チングを行った結果、エッチング速度９００Å／ｍｉｎ
が得られた。更に、寸法シフト量を調べた結果、測定限
界以下であった。従来例では合計０．１μｍのアンダー
カットを生じたが、本実施例では、アンダーカットを生
じることもなく、垂直エッチングが実現できた。
【００６３】又、上記条件に基づいて、高周波電力を８
００Ｗに上げると、３４００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
００Ｗに上げると、３４００Å／ｍｉｎというエッチン
グ速度が得られ、２００Ｗの場合と比べてエッチング速
度が向上し、さらに寸法シフトを調べた結果、測定限界
以下であり、垂直エッチングが実現できた。
【００６４】更に、上記工程で基板温度が─６０℃より
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
低いと、断面の形状が順テーパー形状になり、５０℃以
上では、逆テーパー形状になった。さらに、基板温度が
─６０℃から５０℃の間の範囲の場合、垂直形状の断面
が形成され、寸法シフトは測定限界以下になり、垂直エ
ッチングが実現できた。
【００６５】即ち、酸素ガスと、四塩化珪素の混合ガス
によってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃
から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
によってエッチングする場合には、基板温度を─６０℃
から５０℃の間の範囲にとるのが望ましい。
【００６６】又、上記実施例は反応性イオンエッチング
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
装置によってなされたが、電子サイクロトロン共鳴を利
用したエッチング装置によっても同様の効果が得られた
。
【００６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のパターニン
グ方法によれば、第２の層に開口部が形成されたのちに
第３の層を除去し、その後に第１の層をエッチングする
ことにより被エッチング層のマスクを形成している。
グ方法によれば、第２の層に開口部が形成されたのちに
第３の層を除去し、その後に第１の層をエッチングする
ことにより被エッチング層のマスクを形成している。
【００６８】このため、アンダーカットや寸法シフト等
が現れず、垂直エッチングが実現できる。
が現れず、垂直エッチングが実現できる。
【００６９】これにより、従来例に比して、寸法制御性
の優れたパターニングが可能となり、特に微細パターン
の形成が確実になる。
の優れたパターニングが可能となり、特に微細パターン
の形成が確実になる。
【図１】本発明のパターニング方法の工程を示す断面図
（その１）である。
（その１）である。
【図２】本発明のパターニング方法の工程を示す断面図
（その２）である。
（その２）である。
【図３】本発明の実施例に係る反応性イオンエッチング
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るパターニング方法の工程
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】従来例に係るパターニング方法の工程を示す断
面図である。
面図である。
【図６】従来例の問題点を説明する断面図である。
１３ａ 被エッチング層、
１４ａ 第１の層、
１５ａ 第２の層、
１６ａ 第３の層。
Claims (7)
- 【請求項１】被エッチング層（１３ａ）上に第１の層（
１４ａ ）、第２の層（１５ａ）、有機物系の感光材料
からなる第３の層（１６ａ ）を順次形成する工程と、
前記第３の層（１６ａ）を露光、現像して該第３の層（
１６ａ）の露光領域を除去する工程と、前記第３の層（
１６ａ）をマスクとして前記第２の層（１５ａ ）を第
１のエッチング条件によってドライエッチングし、前記
第２の層（１５ａ ）に開口部を形成する工程と、前記
第３の層（１６ａ）を除去する工程と、ハロゲン元素を
含む反応ガスを用いた第２のエッチング条件で前記第２
の層（１５ａ ）をマスクとして前記第１の層（１４ａ
）をドライエッチングし、前記第１の層（１４ａ）に開
口部を形成する工程と、前記第１の層（１４ａ）をマス
クとして前記被エッチング層（１３ａ）をエッチングす
る工程とを含むことを特徴とするパターニング方法。 - 【請求項２】請求項１記載の反応ガスは少なくとも酸素
ガスと塩素原子を含むガスとの混合ガスであることを特
徴とするパターニング方法。 - 【請求項３】請求項１記載の反応ガスは少なくとも酸素
ガスと臭素原子を含むガスとの混合ガスであることを特
徴とするパターニング方法。 - 【請求項４】請求項２記載の塩素原子を含むガスは塩素
ガス、三塩化ホウ素ガス又は四塩化珪素ガスであること
を特徴とするパターニング方法。 - 【請求項５】請求項３記載の臭素原子を含むガスは臭素
ガス、臭化水素ガス又は三臭化ホウ素ガスであることを
特徴とするパターニング方法。 - 【請求項６】請求項１記載の第１の層（１４ａ ）をド
ライエッチングする工程において、基板の温度が─６０
℃から５０℃の範囲でエッチングを行うことを特徴とす
るパターニング方法。 - 【請求項７】請求項１記載の第１の層（１４ａ ）の膜
厚は第３の層（１６ａ ）の膜厚より厚いことを特徴と
するパターニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14041791A JPH04364718A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | パターニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14041791A JPH04364718A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | パターニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364718A true JPH04364718A (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=15268237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14041791A Withdrawn JPH04364718A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | パターニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04364718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505497A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | ラム リサーチ コーポレーション | 二層レジストプラズマエッチングの方法 |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP14041791A patent/JPH04364718A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505497A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | ラム リサーチ コーポレーション | 二層レジストプラズマエッチングの方法 |
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