JPH05343307A - Rie dry development of sililated photoresist using o2/he plasma - Google Patents
Rie dry development of sililated photoresist using o2/he plasmaInfo
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- JPH05343307A JPH05343307A JP3131421A JP13142191A JPH05343307A JP H05343307 A JPH05343307 A JP H05343307A JP 3131421 A JP3131421 A JP 3131421A JP 13142191 A JP13142191 A JP 13142191A JP H05343307 A JPH05343307 A JP H05343307A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造工程中
パターン形成のためのマスク層である感光膜のシリレー
ション(silylation) 及び乾式現像技術に関するもの
で、特に蝕刻速度が増加しながら解像力が向上されるよ
うにしたO2 /Heプラズマを利用したシリレーテッド
フォトレジストのRIE乾式現像方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silylation and dry development technique of a photosensitive film which is a mask layer for forming a pattern during a semiconductor device manufacturing process. The present invention relates to an improved RIE dry development method for silylated photoresist using O 2 / He plasma.
【0002】[0002]
【従来の技術】オプティカルリソグラフィー技術分野
で、素子が超高集積化される趨性に従って高NAレンズ
による焦点予算の減少,吸収に起因する傾いたフォトレ
ジストプロファイル及び基板の地形と反射率によるレジ
ストイメージの悪化等の問題点が大きく抬頭しているの
は、既に知られている事実である。2. Description of the Related Art In the field of optical lithography technology, the focus budget is reduced by a high NA lens according to the tendency of ultra-high integration of elements, the tilted photoresist profile due to absorption and the resist image due to the topography and reflectance of the substrate. It is a well-known fact that the problems such as the deterioration of the nation have come to the fore.
【0003】このような問題点を解決するためのものが
多層感光膜技術であり、その中の3層感光膜を形成する
工程は、図1に示す通り、基板11上に厚い下部感光膜
12をコーティングした後(図1のa)、180℃〜2
00℃程の高温でハードベーキングし、その上に中間層
13を蒸着する(図1のb)。そして、解像力を改善さ
せるために中間層13の上面に薄い感光膜14をコーテ
ィングする(図1のc)。ここで、感光膜14の厚さが
薄いため、中間層13に少しの欠陥があっても、これに
より感光膜14にも必然的に欠陥が生じるようになる。The multi-layered photosensitive film technology is to solve such a problem, and the process of forming the three-layered photosensitive film therein is, as shown in FIG. 1, a thick lower photosensitive film 12 on a substrate 11. After coating (a in FIG. 1), 180 ° C. to 2 ° C.
Hard baking is performed at a high temperature of about 00 ° C., and the intermediate layer 13 is vapor-deposited thereon (b in FIG. 1). Then, in order to improve the resolution, a thin photosensitive film 14 is coated on the upper surface of the intermediate layer 13 (c in FIG. 1). Here, since the photosensitive film 14 is thin, even if the intermediate layer 13 has a small defect, the photosensitive film 14 inevitably has a defect.
【0004】次に、イメージ層である感光膜14を部分
的に露光させて(図1のd)、現像溶液を利用して露光
された部分の感光膜14を除去した後(図1のe)、乾
式蝕刻技術を利用して中間層13を定義し(図1の
f)、更にO2 ガスを利用して下部感光膜12を定義し
ながら、次の工程のためのマスク層を形成するようにし
た。Next, the photosensitive film 14 as the image layer is partially exposed (d in FIG. 1), and the exposed portion of the photosensitive film 14 is removed using a developing solution (e in FIG. 1). ), An intermediate layer 13 is defined by using a dry etching technique (f in FIG. 1), and a lower photosensitive film 12 is further defined by using O 2 gas while forming a mask layer for the next process. I did it.
【0005】しかし、イメージ層である感光膜14を薄
くコーティングするため、解像力が増加する利点がある
反面、中間層13に少しの欠陥があってもイメージ層が
感光膜14でその欠陥が拡大され、結果的に基板11の
欠陥を誘発するようになるのは勿論、工程が複雑で大量
生産が不可能になり、生産性が低下する問題点があっ
た。However, since the photosensitive film 14 as the image layer is thinly coated, the resolution is increased, but on the other hand, even if the intermediate layer 13 has some defects, the image layer is the photosensitive film 14 and the defects are enlarged. As a result, defects of the substrate 11 are inevitably induced, and the process is complicated, which makes mass production impossible, resulting in a problem that productivity is reduced.
【0006】そして、オプティカルサブミクロンリソグ
ラフィーの問題点を解決するための方法として表面イメ
ージング技術を利用したDESIRE(ディフュージョ
ンエンハンスト シリレーション レジスト)工程があ
り、これは単層感光膜構造として表面イメージングによ
り形成された感光膜パターンを乾式蝕刻する方法である
ため、解像力と工程ラティチュードを向上させることが
できる。As a method for solving the problems of optical submicron lithography, there is a DESIRE (diffusion enhanced silylation resist) process utilizing a surface imaging technique, which is formed by surface imaging as a single layer photosensitive film structure. Since this is a method of dry-etching the photosensitive film pattern, the resolution and the process latitude can be improved.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】DESIRE技術にお
いて乾式蝕刻は最も重要な工程段階中の一つであり、こ
れは基本的に非等方性蝕刻とマスク層と感光膜の高い選
択比を必要とする。この乾式蝕刻工程は一般的にRIE
(リアクティブ イオン エッチング)より蝕刻速度と
解像力が優れたMIE(マグネティカリ エンハンスト
リアクティブイオン エッチング)により遂行されて
いるが、均一性を維持するのに困難が多いため、半導体
素子の製造工程で遂行するが、この特性を向上させてD
ESIRE技術に応用する方が効果的な方法であること
が分る。Dry etching is one of the most important process steps in DESIRE technology, which basically requires anisotropic etching and high selectivity of mask layer and photoresist. To do. This dry etching process is generally performed by RIE.
It is performed by MIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), which has better etching speed and resolution than (Reactive Ion Etching), but it is difficult to maintain uniformity, so it is performed in the manufacturing process of semiconductor devices. However, by improving this characteristic, D
It turns out that applying it to ESIRE technology is a more effective method.
【0008】これに従って、本発明は蝕刻速度の増加と
非等方性蝕刻及び解像力の向上等RIE乾式現像の特性
が向上されるようにしたO2 /Heプラズマを利用した
シリレーテッドフォトレジストのRIE乾式現像方法を
提供することをその目的とする。Accordingly, the present invention provides a silylated photoresist using O 2 / He plasma, which has improved characteristics of RIE dry development such as increased etching rate, anisotropic etching, and improved resolution. It is an object of the present invention to provide an RIE dry development method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このために、本発明はO
2 ガスにHeガスを添加したO2 /Heガスを利用して
RIEの乾式蝕刻を行うようにして向上された乾式現像
特性を得るようにし、感光膜のシリレーション過程でシ
リレーティングエイジェントを空気又はN2 で稀釈させ
ることによりウェーハ前面の均一性を向上させて工程ラ
ティチュードを向上させるようにする。To this end, the present invention provides O
By using O 2 / He gas in which He gas is added to 2 gas to perform dry etching of RIE, an improved dry developing property is obtained, and a silylating agent is introduced into the air or air during the silylation process of the photosensitive film. By diluting with N 2 , the uniformity of the front surface of the wafer is improved and the process latitude is improved.
【0010】[0010]
【実施例】本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0011】図2は工程順序を示したもので、a図は基
板の上面にプラズマスク(plasmask) 感光膜をコーティ
ングする過程を示す。FIG. 2 shows a process sequence, and FIG. 2a shows a process of coating a plasmask photosensitive film on the upper surface of a substrate.
【0012】基板1の上面に色素(ダイ)が含まれたU
CBプラズマスク感光膜2を4100rpmの回転で
1.6〜1.8μm程の厚さでコーティングすることに
より、厚さが厚く含まれたプラズマスク感光膜2により
基板1の反射率(リフレクティブ)を減少させ、地形
(トポグラフィ)によるレジストパターンの劣化を減少
させるようにする。U containing dye (die) on the upper surface of the substrate 1
By coating the CB plasma mask photosensitive film 2 at a rotation of 4100 rpm to a thickness of about 1.6 to 1.8 μm, the reflectivity of the substrate 1 is increased by the plasma mask photosensitive film 2 included in a large thickness. To reduce the deterioration of the resist pattern due to topography.
【0013】b図はプラズマスク感光膜2を露光させる
過程を示したもので、基板1上にコーティングされたプ
ラズマスク感光膜2をホットプレートで110℃の温度
で60秒間ソフトベーキングした後に露光装置を利用し
て部分的な露光を実施した状態を示す。FIG. 1b shows a process of exposing the plasma mask photosensitive film 2 to light, wherein the plasma mask photosensitive film 2 coated on the substrate 1 is soft-baked on a hot plate at a temperature of 110 ° C. for 60 seconds and then exposed. A state in which partial exposure is performed by using is shown.
【0014】c図はプラズマスク感光膜2の露光された
部分3と露光されていない部分4のシリレーション選択
比を増加させるためにホットプレートで160℃の温度
で60秒間プリシリレーションベーキングを実施した状
態を示す。In FIG. 3C, a pre-silylation baking is performed on a hot plate at a temperature of 160 ° C. for 60 seconds to increase the silylation selectivity of the exposed portion 3 and the unexposed portion 4 of the plasma mask photosensitive film 2. Shows the state of being done.
【0015】d図はシリレーションを遂行する過程を示
したもので、プリシリレーションベーキングを遂行した
後にシリレーションエイジェントであるTMSDEAを
空気又はN2 ガスで稀釈させた蒸気内で143℃の温度
で7分間シリレーションを実施してプラズマスク感光膜
2の露光された部分3の上端部にシリレーションエイジ
ェント拡散層5が形成されるようにした状態を示す。FIG. 3D shows a process of performing silation. After performing pre-silylation baking, TMSDEA which is a silencing agent is diluted with air or N 2 gas at a temperature of 143 ° C. A state is shown in which the silylated agent diffusion layer 5 is formed on the upper end portion of the exposed portion 3 of the plasma mask photosensitive film 2 by carrying out silation for 7 minutes.
【0016】このとき、空気又はN2 で稀釈させながら
ウーハ前面の均一性を向上させ、工程のラティチュード
を向上させるようにする一方、シリレーション工程の調
節は主に稀釈気体の量でその中に含有されているシリレ
ーションエイジェントの量はエイジェントが入っている
フラスコの温度を変化させながら調節する。At this time, the uniformity of the front surface of the woofer is improved by diluting with air or N 2 to improve the latitude of the process, while the adjustment of the silylation process is mainly performed by the amount of the diluted gas. The amount of silylated agent contained is adjusted by changing the temperature of the flask containing the agent.
【0017】e図はシリレーションを遂行した後にRI
EやMIEを利用してシリレーションされていない部
分、即ち露光されていない部分4を除去する過程を示し
たもので、O2 不活性気体であるHeを添加して乾式蝕
刻を遂行してRIEによる乾式蝕刻より4〜5倍早い蝕
刻速度と、MIE選択比(10〜15:1)より優れた
20:1以上の蝕刻選択比を得ながらプラズマスク2の
露光されていない部分4を除去した状態を示す。FIG. 6e shows RI after performing silation.
The process of removing the non-sillated part, that is, the unexposed part 4 by using E or MIE is shown. He, which is an O 2 inert gas, is added and dry etching is performed to perform RIE. The unexposed portion 4 of the plasma mask 2 was removed while obtaining an etching rate 4 to 5 times faster than that of the dry etching and the etching selection ratio of 20: 1 or more, which is superior to the MIE selection ratio (10 to 15: 1). Indicates the state.
【0018】[0018]
【発明の効果】従って、本発明のRIE乾式現像工程に
よる感光膜マスク層を形成する方法によっては従来のR
IE蝕刻速度より4〜5倍以上早い蝕刻速度とMIEの
選択比(10〜15:1)より優れた20:1以上の選
択比を得られるのは勿論、解像力が0.6μmであって
湿式現像の解像力(0.75μm)より向上され、コン
トラストカーブガンマが向上されしかも優れたリソグラ
フィー特性を得ることができる。Therefore, depending on the method of forming the photosensitive film mask layer by the RIE dry development process of the present invention, the conventional R
The etching speed is 4 to 5 times faster than the IE etching speed and the selection ratio of 20: 1 or more, which is superior to the selection ratio of MIE (10 to 15: 1), can be obtained, and the resolution is 0.6 μm. It is possible to improve the resolution of development (0.75 μm), improve the contrast curve gamma, and obtain excellent lithographic properties.
【図1】従来の3層感光膜工程の順序を示す概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic view showing the sequence of a conventional three-layer photosensitive film process.
【図2】本発明の工程順序を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a process sequence of the present invention.
1 基板 2 プラズママスク感光膜 5 シリレーションエイジェント拡散層 1 substrate 2 plasma mask photosensitive film 5 silylation agent diffusion layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セオン ジン ユン 大韓民国 ダエジョン ユースンク ガジ ュンドン 236−1番地 (72)発明者 ビュン セオン パーク 大韓民国 ダエジョン ダエデュック シ ンダエドン 179番地 シンダエジュコン アパート 113−302 (72)発明者 ヨン ジン ジェオン 大韓民国 ダエジョン ユースンク ドリ ョンドン 383−3番地 ウースンアパー ト 102−504 (72)発明者 サン ウォン カン 大韓民国 ダエジョン ジュンク オリュ ドン サムソンアパート 2−1502(番地 なし) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Seong Jin Yoon Daejeong Eusunck Gajyundong 236-1 No. 23 (72) Inventor Byun Seong Park Daejeong Daeduk Dainjeong 179 Shinda Ejukon Apartment 113-302 (72) Inventor Young Jin Jaeong Daejeong Eusung Drongdong 383-3 Address Woosun Apart 102-504 (72) Inventor San Won-Kang Daejeong Junk Oryu-Dong Samsung Apartment 2-1502 (No address)
Claims (5)
スク感光膜(2)を蒸着する段階と、 プラズマスク感光膜(2)をソフトベーキングして部分
的な露光をする段階と、 プラズマスク感光膜(2)の露光された部分(3)と露
光されていない部分(4)をプリシリレーションベーキ
ングする段階と、 露光された部分(3)にシリレーションエイジェント拡
散層(5)を形成する段階と、 露光されていない部分(4)を乾式蝕刻で除去する段階
等により感光膜マスク層を形成するようにすることを特
徴とするO2 /Heプラズマを利用したシリレーテッド
フォトレジストのRIE乾式現像方法。1. A step of depositing a plasma-sensitive photoresist film (2) containing a dye on a substrate (1), a step of soft-baking the plasma-sensitive photoresist film (2) for partial exposure. A step of pre-silylation baking the exposed portion (3) and the unexposed portion (4) of the plasma mask photosensitive film (2), and the silylated agent diffusion layer (5) on the exposed portion (3). A silylated photoresist using O 2 / He plasma, characterized in that a photoresist film mask layer is formed by a step of forming and a step of removing the unexposed part (4) by dry etching. RIE dry development method.
(5)を形成する段階は、シリレーションエイジェント
を空気又はN2 で稀釈させた蒸気内でシリレーションを
遂行する段階を更に含むことを特徴とする請求項1記載
のO2 /Heプラズマを利用したシリレーテッドフォト
レジストのRIE乾式現像方法。2. The step of forming the silylation agent diffusion layer (5) further comprises the step of performing silylation in a vapor of the silylation agent diluted with air or N 2. Item 3. A method of RIE dry development of silylated photoresist using O 2 / He plasma according to Item 1.
Heを添加した状態でRIEを利用した乾式蝕刻を遂行
する段階を更に含むことを特徴とする請求項1記載のO
2 /Heプラズマを利用したシリレーテッドフォトレジ
ストのRIE乾式現像方法。3. The method of claim 1, wherein the step of performing the dry etching further includes the step of performing the dry etching using RIE in a state where He is added to O 2.
RIE dry development method of silylated photoresist using 2 / He plasma.
ン乃至1.8ミクロンの厚さで4100rpmの速度で
遂行されることを特徴とする請求項1記載のO2 /He
プラズマを利用したシリレーテッドフォトレジストのR
IE乾式現像方法。4. The O 2 / He of claim 1, wherein the coating step is performed at a thickness of 1.6 to 1.8 microns and a speed of 4100 rpm.
R of silylated photoresist using plasma
IE dry development method.
で60秒間遂行され、上記シリレーションエイジェント
拡散層(5)を形成する段階は143℃で7分間遂行さ
れ、上記プリシリレーションベーキング段階は160℃
で60秒間遂行されることを特徴とする請求項4記載の
O2 /Heプラズマを利用したシリレーテッドフォトレ
ジストのRIE乾式現像方法。5. The soft baking step is 110 ° C.
The silylating agent diffusion layer 5 is formed at 143 ° C. for 7 minutes, and the pre-silylation baking step is performed at 160 ° C.
The RIE dry development method of a silylated photoresist using O 2 / He plasma according to claim 4, wherein the RIE dry development is performed for 60 seconds.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019900008258A KR920005782B1 (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Process of photoresist |
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Publications (1)
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JPH05343307A true JPH05343307A (en) | 1993-12-24 |
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Family Applications (1)
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JP3131421A Withdrawn JPH05343307A (en) | 1990-06-05 | 1991-06-03 | Rie dry development of sililated photoresist using o2/he plasma |
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- 1990-06-05 KR KR1019900008258A patent/KR920005782B1/en not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131421A patent/JPH05343307A/en not_active Withdrawn
Also Published As
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