JPH05166769A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05166769A
JPH05166769A JP3335081A JP33508191A JPH05166769A JP H05166769 A JPH05166769 A JP H05166769A JP 3335081 A JP3335081 A JP 3335081A JP 33508191 A JP33508191 A JP 33508191A JP H05166769 A JPH05166769 A JP H05166769A
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resist
resist pattern
etching
etched
surface layer
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JP3335081A
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Satoshi Katayama
悟志 片山
Kenichi Nitta
賢市 新田
Katsuhiko Iimura
勝彦 飯村
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • H01L21/3105After-treatment
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エッチングを行う際にマスクとして使用したレ
ジストパターンの上に重ねて塗布されるレジストの剥離
を低減する。 【構成】第1のレジストパターン3Aをマスクとしてシ
リコン窒化膜2をエッチングした後(図1(c)参
照)、その第1のレジストパターン3A上に重ねて第2
のレジスト4を塗布する前に、第1のレジストパターン
3Aの表層部を、O2 を用いてプラズマ処理する。 【効果】第1のレジストパターン3Aの表層部分の変質
層が除去又は改質され、第2のレジスト4との密着性が
向上し、第2のレジストパターン4Aの剥離が低減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、特に、エッチングのマスクとして使用したレ
ジストパターン上に重ねてレジストを塗布する工程を有
する半導体装置の製造方法において、上層側のレジスト
の剥離を防止できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程では、レジスト塗
布→レジストパターン形成→レジストパターンをマスク
としたエッチング→レジスト剥離、という一連の処理が
繰り返し行われる。従って、この一連の処理の簡略化が
図られれば、製造プロセス全体の時間短縮に大きく寄与
することができる。
【0003】このような観点から、エッチングに使用し
たレジストを剥離せず、その上から重ねて次のレジスト
パターンを形成するためのレジストを塗布するという方
法がよく採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッチ
ングに使用したレジストを剥離せずに重ねてレジストを
塗布した場合、下層側レジストと上層側レジストとの密
着性が悪く、上層側レジストが剥がれ易いという問題点
がある。これは、エッチングを行うことにより下層側レ
ジストの表層部に異種原子が混在して、上層側レジスト
との結合が邪魔されること、或いは、エッチング工程を
経た結果、下層側レジストの表面張力が上昇することに
より起こるものと考えられている。
【0005】このような問題点に対して、上層側レジス
トを塗布する前に、下層側レジストの表層部を現像液処
理して、その表層部をエッチング若しくは改質すること
により対処するという方法があるが、この方法では、確
かにレジスト剥離が生じる確率は小さくなるが、表層部
のエッチングに時間がかかるので、実際には下層側レジ
ストの極浅い部分(10〜20Å程度)しか除去でき
ず、従って、下層側レジスト表層部の変質部の厚さによ
っては、レジスト剥離が生じてしまう。そして、上層側
レジストの剥離は、上層側レジストの塗布→露光→現像
処理まで行った時点で発見されるので、再び、レジスト
剥離→現像液処理→レジスト塗布→露光→現像、という
処理を行わなければならず、多大な時間ロスとなる。
【0006】この発明は、このような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであって、上層
側レジストの剥離をより低減することができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、被エッチング膜上にレジス
トパターンを形成する工程と、前記レジストパターンを
マスクとして前記被エッチング膜をエッチングする工程
と、前記エッチングを行った後に前記レジストパターン
上に重ねてレジストを塗布する工程と、を備えた半導体
装置の製造方法において、前記エッチングを行った後、
前記レジストを塗布する前に、前記レジストパターンの
表層をプラズマ処理する。
【0008】また、請求項2記載の発明は、被エッチン
グ膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジ
ストパターンをマスクとしてプラズマを用いたエッチン
グにより前記被エッチング膜をエッチングする工程と、
前記エッチングを行った後に前記レジストパターン上に
重ねてレジストを塗布する工程と、を備えた半導体装置
の製造方法において、前記エッチングに連続してそのエ
ッチングを行う装置と同じ装置内で前記レジストパター
ンの表層をプラズマ処理してから、前記レジストを塗布
する。
【0009】そして、請求項3記載の発明は、上記請求
項1又は請求項2記載の発明において、O2 を用いてプ
ラズマ処理を行う。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明にあっては、プラズマ処理
を行う結果、被エッチング膜をエッチングする際にマス
クとして使用したレジストパターンの表層部の比較的深
い部分までエッチング又は改質されるので、そのレジス
トパターン上に重ねてレジストを塗布しても、両者間の
密着性は高く、レジスト剥離は生じない。
【0011】また、請求項2記載の発明にあっては、プ
ラズマを用いたエッチングにより被エッチング膜をエッ
チングした後に、それに連続して且つ同じ装置内でプラ
ズマ処理を行うので、ウエハの搬送等の手間が不要であ
るし、上記請求項1記載の発明と同様に、プラズマ処理
を行う結果、被エッチング膜をエッチングする際にマス
クとして使用したレジストパターンの表層部の比較的深
い部分までエッチング又は改質されるので、そのレジス
トパターン上に重ねてレジストを塗布しても、両者間の
密着性は高く、レジスト剥離は生じない。
【0012】そして、請求項3記載の発明にあっては、
上記請求項1又は請求項2記載の発明において、O2
用いてプラズマ処理を行うので、レジストパターンの表
層部が短時間でエッチング又は改質されるし、レジスト
以外の部分はダメージを受けない。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1(a)〜(e)は、本発明の一実施例であ
る半導体装置の製造工程を示す断面図である。先ず、シ
リコン等からなる半導体基板1上に、被エッチング膜と
してのシリコン窒化膜(Si3 4 )2を例えば減圧C
VD装置により1000Å積層し、そのシリコン窒化膜
2上に、第1のレジスト3を1.2〜1.5μm程度塗布す
る(図1(a)参照)。
【0014】第1のレジスト3には、ノボラック系樹脂
材料を用いるが、その他のネガレジスト,ポジレジス
ト,g線ステッパ用,i線ステッパ用又はPIO(ポリ
イシド樹脂)であってもよい。次いで、露光・現像によ
り第1のレジスト3をパターニングして、第1のレジス
トパターン3Aを形成し(図1(b)参照)、この第1
のレジストパターン3Aをマスクとして、プラズマを用
いたエッチング(例えば、プラズマエッチング又は反応
性イオンエッチング)を行い、シリコン窒化膜2をエッ
チングする(図1(c)参照)。
【0015】シリコン窒化膜2のエッチングには、通常
F系のガス(CF4 ,CHF3 等)を用いるため、シリ
コン窒化膜2のエッチングを行った結果、第1のレジス
トパターン3Aの表層には、50〜100Å程度のF元
素を多量に含む変質層が形成される。これは、SIMS
(Secondary Ion Mass Spectrometer )分析により表層
部にF元素が多いことで確認することができる。
【0016】そこで、シリコン窒化膜2のエッチングを
行った後、そのエッチングに連続して且つそのエッチン
グを行った装置内で、O2 を用いたプラズマ処理を行
い、第1のレジストパターン3Aの表層部の変質層を除
去する。その後、第1のレジストパターン3Aの上に重
ねて第2のレジスト4を塗布し(図1(d)参照)、そ
の第2のレジスト4を露光・現像して、第2のレジスト
パターン4Aを形成する(図1(e)参照)。
【0017】ここで、シリコン窒化膜2をエッチングし
た同一装置内で、O2 流量20cc/min、He流量100
cc/min、300mtorr の圧力の下、設置された下部電極
上にウエハを置き、上部電極に50w,13.56MHz
のRF電力を印加し、プラズマを7秒間起こすことによ
って、第1のレジストパターン3Aの表層部を50Å除
去するというプラズマ処理を行ったところ、第2のレジ
ストパターン4Aの剥離発生率は0%(本発明者による
実験値)となった。
【0018】このように、第1のレジストパターン3A
及び第2のレジストパターン4A間の密着性が向上した
のは、本実施例では、O2 を用いたプラズマ処理により
第1のレジストパターン3Aの表層部を除去しているの
で、その表層部を高速で除去でき、極短時間で、確実に
変質層を全て取り除くことができるからである。ちなみ
に、第1のレジストパターン3Aに対して何の処理もす
ることなく第2のレジスト4を塗布した場合の剥離発生
率は約8%であり、第1のレジストパターン3Aを現像
液で処理した場合の剥離発生率は約4%であった。
【0019】このように、本実施例にあっては、第2の
レジストパターン4Aの剥離をほとんどなくすことがで
きるから、第2のレジスト4の再塗布等を行う確率がほ
とんどなくなり、結果として、半導体装置の製造工程の
時間短縮が図られる。しかも、第1のレジストパターン
3Aの表層部に対するプラズマ処理は、導入するガスを
変更するだけで、シリコン窒化膜2をエッチングする装
置内で連続して行えるから、特別に新たな装置等を導入
する必要がなく、大幅なコストアップ等を招くこともな
い。
【0020】また、プラズマ処理には、O2 を用いてい
るため、第1のレジストパターン3A以外の部位にダメ
ージを与える危険性がほとんどない。なお、上記実施例
では、シリコン窒化膜2をプラズマを用いたドライエッ
チングによりエッチングする場合に本発明を適用した例
について説明しているが、シリコン窒化膜2のエッチン
グ方法は、ウエットエッチングでも構わない。即ち、例
えばCOOH基が多く存在するウエットエッチング液を
用いた場合、エッチング後のレジスト表層にOH基が多
く含まれて変質しているため、その上に重ねてレジスト
を塗布する前に上記実施例のようなプラズマ処理を行え
ば、レジスト剥離の発生率を著しく低減できる。
【0021】また、上記実施例では、被エッチング膜と
してシリコン窒化膜2を挙げているが、これに限定され
るものではなく、被エッチング膜としては、例えばポリ
シリコンやアルミニウムのような配線材料であってもよ
い。なお、プラズマ処理を行う際に導入するガスは上述
のようにO2 が最適であるが、必ずしもO2 である必要
はない。しかし、F系のガスは適用不可である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被エッチング膜のエッチングを行った後、上層側のレジ
ストを塗布する前に、下層側のレジストパターンの表層
をプラズマ処理する構成としたため、レジストパターン
表層部の変質層を除去でき、上層側のレジストとの密着
性が向上し、レジスト剥離がほとんど生じなくなるとい
う効果がある。
【0023】特に、請求項2記載の発明であれば、エッ
チングに連続して行えるから、特別に新たな装置等を導
入する必要がなく、大幅なコストアップ等を招くことも
ないという効果がある。また、請求項3記載の発明であ
れば、レジストパターンの表層を高速で除去又は改質す
ることができ、その他の部位にダメージを与える危険性
がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 シリコン窒化膜(被エッチング膜) 3 第1のレジスト 3A 第1のレジストパターン 4 第2のレジスト 4A 第2のレジストパターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被エッチング膜上にレジストパターンを
    形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして
    前記被エッチング膜をエッチングする工程と、前記エッ
    チングを行った後に前記レジストパターン上に重ねてレ
    ジストを塗布する工程と、を備えた半導体装置の製造方
    法において、 前記エッチングを行った後、前記レジストを塗布する前
    に、前記レジストパターンの表層をプラズマ処理するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 被エッチング膜上にレジストパターンを
    形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして
    プラズマを用いたエッチングにより前記被エッチング膜
    をエッチングする工程と、前記エッチングを行った後に
    前記レジストパターン上に重ねてレジストを塗布する工
    程と、を備えた半導体装置の製造方法において、 前記エッチングに連続してそのエッチングを行う装置と
    同じ装置内で前記レジストパターンの表層をプラズマ処
    理してから、前記レジストを塗布することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 O2 を用いてプラズマ処理を行う請求項
    1又は請求項2のいずれかに記載の半導体装置の製造方
    法。
JP3335081A 1991-12-18 1991-12-18 半導体装置の製造方法 Pending JPH05166769A (ja)

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