JPH0682639B2 - 微細パタ−ンの形成方法 - Google Patents
微細パタ−ンの形成方法Info
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- JPH0682639B2 JPH0682639B2 JP60112337A JP11233785A JPH0682639B2 JP H0682639 B2 JPH0682639 B2 JP H0682639B2 JP 60112337 A JP60112337 A JP 60112337A JP 11233785 A JP11233785 A JP 11233785A JP H0682639 B2 JPH0682639 B2 JP H0682639B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は微細パターンの形成方法に関し、特に半導体
ウエハあるいはマスクなどの基板上の薄膜をエッチング
してなる微細パターンの形成方法に係るものである。
ウエハあるいはマスクなどの基板上の薄膜をエッチング
してなる微細パターンの形成方法に係るものである。
半導体集積回路などの半導体装置の製造に際して、写真
製版工程は必要不可欠なものであり、最近では、微細パ
ターンの高精度形成のために、電子ビーム露光装置と
か、縮小投影型ステップアンドリピート装置などが使用
されている。
製版工程は必要不可欠なものであり、最近では、微細パ
ターンの高精度形成のために、電子ビーム露光装置と
か、縮小投影型ステップアンドリピート装置などが使用
されている。
こゝで従来例による微細パターンの形成方法を第２図
(a)ないし(e)に示す。すなわち，まず半導体ウエハ11上
に、ポリイミドなどの有機物質層12,ついでSiO2などの
絶縁薄膜13を順次に形成させたのち、その上に例えばPM
MAなどの電子ビーム露光用レジスト膜14を、約3000Åの
厚さに塗着する（同図(a)）。次に前記露光用レジスト
膜14に対し、電子ビーム15を９×10-5C/cm2のドーズ量
により、所望のパターン対応に照射してこれを露光させ
（同図(b)）、その後、MIBK（メチルイソブチルケト
ン）８部に対してIPA（イソプロパノール）１部の溶液
により、現像かつリンス乾燥して、レジストパターン16
を形成する（同図(c)）。続いて前記レジストパターン1
6をマスクに、前記絶縁薄膜13を選択的にエッチング除
去して、エッチングパターン17を形成し（同図(d)）、
さらにこのエッチングパターン17をマスクに、前記有機
物質層12を選択的にエッチング除去して、この有機物質
層12による所期の微細パターンを得るのである（同図
(e)）。
(a)ないし(e)に示す。すなわち，まず半導体ウエハ11上
に、ポリイミドなどの有機物質層12,ついでSiO2などの
絶縁薄膜13を順次に形成させたのち、その上に例えばPM
MAなどの電子ビーム露光用レジスト膜14を、約3000Åの
厚さに塗着する（同図(a)）。次に前記露光用レジスト
膜14に対し、電子ビーム15を９×10-5C/cm2のドーズ量
により、所望のパターン対応に照射してこれを露光させ
（同図(b)）、その後、MIBK（メチルイソブチルケト
ン）８部に対してIPA（イソプロパノール）１部の溶液
により、現像かつリンス乾燥して、レジストパターン16
を形成する（同図(c)）。続いて前記レジストパターン1
6をマスクに、前記絶縁薄膜13を選択的にエッチング除
去して、エッチングパターン17を形成し（同図(d)）、
さらにこのエッチングパターン17をマスクに、前記有機
物質層12を選択的にエッチング除去して、この有機物質
層12による所期の微細パターンを得るのである（同図
(e)）。
しかしながら前記従来例での微細パターンの形成方法に
おいては、電子ビーム露光用レジストが耐ドライエッチ
ング性に劣るため、そのエッチングの際にはウエット処
理を施す必要があつて、良好な微細パターンを形成し難
く、またこのレジストは、できる限り薄くする必要があ
つて、ピンホールなどの欠陥をも生じ易く、さらに電子
ビームによる露光照射により、照射損傷を生ずる惧れも
あつて、微細パターンのための有機物質層の保護が、絶
縁薄膜のみでは十分でないなどの，種々の問題点を有す
るものであつた。
おいては、電子ビーム露光用レジストが耐ドライエッチ
ング性に劣るため、そのエッチングの際にはウエット処
理を施す必要があつて、良好な微細パターンを形成し難
く、またこのレジストは、できる限り薄くする必要があ
つて、ピンホールなどの欠陥をも生じ易く、さらに電子
ビームによる露光照射により、照射損傷を生ずる惧れも
あつて、微細パターンのための有機物質層の保護が、絶
縁薄膜のみでは十分でないなどの，種々の問題点を有す
るものであつた。
従つてこの発明の目的とするところは、このような従来
の問題点を改善して、高精度，低欠陥の微細パターンの
形成方法を得ることである。
の問題点を改善して、高精度，低欠陥の微細パターンの
形成方法を得ることである。
前記目的を達成するために、この発明に係る微細パター
ンの形成方法は、微細パターンのための有機物質層上
に、金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜を形成さ
せ、この上にレジストパターンを形成した後、ウエット
エアのプラズマを用いてそのレジストパターンを分解す
ることで発生したCOにより、金属クロムあるいは金属ク
ロム酸化物膜のクロムとカルボニル化合物を形成するこ
とで、レジストパターンをマスクにした金属クロムある
いは金属クロム酸化物膜の選択的な反転エッチングを行
ってエッチングパターンを形成し、このエッチングパタ
ーンをマスクに有機物質層をエッチングして微細パター
ンを形成させるようにしたものである。
ンの形成方法は、微細パターンのための有機物質層上
に、金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜を形成さ
せ、この上にレジストパターンを形成した後、ウエット
エアのプラズマを用いてそのレジストパターンを分解す
ることで発生したCOにより、金属クロムあるいは金属ク
ロム酸化物膜のクロムとカルボニル化合物を形成するこ
とで、レジストパターンをマスクにした金属クロムある
いは金属クロム酸化物膜の選択的な反転エッチングを行
ってエッチングパターンを形成し、このエッチングパタ
ーンをマスクに有機物質層をエッチングして微細パター
ンを形成させるようにしたものである。
この発明にあつては、レジストパターンの分解により、
金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜にカルボニル化
合物を生成させ、これによつて欠陥のないエッチングパ
ターンを形成でき、またこのエッチングパターンによる
有機物質層のエッチングにより、高精度，低欠陥の微細
パターンを形成できるのである。
金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜にカルボニル化
合物を生成させ、これによつて欠陥のないエッチングパ
ターンを形成でき、またこのエッチングパターンによる
有機物質層のエッチングにより、高精度，低欠陥の微細
パターンを形成できるのである。
以下、この発明に係る微細パターンの形成方法の一実施
例につき、第１図(a)ないし(e)を参照して詳細に説明す
る。
例につき、第１図(a)ないし(e)を参照して詳細に説明す
る。
第１図(a)ないし(e)はこの実施例方法を工程順に示す断
面図である。
面図である。
この実施例方法においては、まず半導体ウエハ１上にあ
つて、ポリイミドなどの有機物質層２を約２μｍの厚さ
に形成させ、さらに酸化クロム膜３を約600Åの厚さに
被着させたのち、その上に例えばOEBR−100などの電子
ビーム露光用レジスト膜４を、約4000Åの厚さに塗着し
ベーキング処理する（同図(a)）。次に前記露光用レジ
スト膜４に対し、電子ビーム５を８×10-6C/cm2のドー
ズ量により、所望のパターン対応に照射して露光させ
（同図(b)）、現像かつリンス乾燥してレジストパター
ン６を形成する（同図(c)）。
つて、ポリイミドなどの有機物質層２を約２μｍの厚さ
に形成させ、さらに酸化クロム膜３を約600Åの厚さに
被着させたのち、その上に例えばOEBR−100などの電子
ビーム露光用レジスト膜４を、約4000Åの厚さに塗着し
ベーキング処理する（同図(a)）。次に前記露光用レジ
スト膜４に対し、電子ビーム５を８×10-6C/cm2のドー
ズ量により、所望のパターン対応に照射して露光させ
（同図(b)）、現像かつリンス乾燥してレジストパター
ン６を形成する（同図(c)）。
続いて円筒プラズマ装置を用い、前記レジストパターン
６を分解して、前記酸化クロム膜３を選択的にドライエ
ッチングするが、このとき処理条件として、飽和水蒸気
圧状態であるウエットエアをガスに用い、出力300W,圧
力1Torr,温度145℃とすることにより、レジスト自身の
エッチングレートは極めて遅くなり、一方，レジスト分
解により一酸化炭素（CO）が発生し、下地基板である酸
化クロム膜と反応してカルボニル化合物(Cr(CO)6)が形
成され、レジストパターン６の存在部分のみがエッチン
グ，すなわち反転エッチングされてエッチングパターン
７が形成される（同図(d)）。そしてこのエッチングパ
ターン７はウエットエアによるプラズマ処理において、
全く欠陥なしに形成されることを確認できた。
６を分解して、前記酸化クロム膜３を選択的にドライエ
ッチングするが、このとき処理条件として、飽和水蒸気
圧状態であるウエットエアをガスに用い、出力300W,圧
力1Torr,温度145℃とすることにより、レジスト自身の
エッチングレートは極めて遅くなり、一方，レジスト分
解により一酸化炭素（CO）が発生し、下地基板である酸
化クロム膜と反応してカルボニル化合物(Cr(CO)6)が形
成され、レジストパターン６の存在部分のみがエッチン
グ，すなわち反転エッチングされてエッチングパターン
７が形成される（同図(d)）。そしてこのエッチングパ
ターン７はウエットエアによるプラズマ処理において、
全く欠陥なしに形成されることを確認できた。
次にRIE（リアクティブエッチング）装置を用い、前記
エッチングパターン７をマスクにして、前記有機物質層
２を選択的にエッチングする。このときエッチング条件
は、酸素(O2)ガスを用い、出力300W,圧力2.5Torrにする
ことにより、こゝではマスクとするエッチングパターン
７が、このエッチングに対して高い耐エッチング性を示
し、一方，有機物質層２が極めて早い速度でエッチング
され、約15分で2,0μｍの厚さの，有機物質層２による
所期の微細パターンを形成できた（同図(e)）。そして
このようにして形成した微細パターンは、高アスペクト
比のシャープな形状を呈するものであつた。
エッチングパターン７をマスクにして、前記有機物質層
２を選択的にエッチングする。このときエッチング条件
は、酸素(O2)ガスを用い、出力300W,圧力2.5Torrにする
ことにより、こゝではマスクとするエッチングパターン
７が、このエッチングに対して高い耐エッチング性を示
し、一方，有機物質層２が極めて早い速度でエッチング
され、約15分で2,0μｍの厚さの，有機物質層２による
所期の微細パターンを形成できた（同図(e)）。そして
このようにして形成した微細パターンは、高アスペクト
比のシャープな形状を呈するものであつた。
前記のようにこの実施例方法の場合には、反転ドライエ
ッチングの採用などにより、従来方法での薬液によるウ
エットエッチングでは到底得られなかつた高精度，低欠
陥の微細パターンを容易に形成できるのである。
ッチングの採用などにより、従来方法での薬液によるウ
エットエッチングでは到底得られなかつた高精度，低欠
陥の微細パターンを容易に形成できるのである。
すなわち，薬液によるエッチングの場合には、エッチン
グ中にアンダーカットを生じ易く、しかも薬液中の異物
などによつてもパターン欠陥を生じ易かつたのであり、
またレジストには高分解能が要求され、このため可及的
に薄膜化する必要があつて、このレジスト膜にピンホー
ルなどを生ずる惧れがあり、さらに電子線レジストで
は、耐ドライエッチング性に劣るものが多くて、ウエッ
トエッチングしか適用できず、かつたとえ耐ドライエッ
チング性に優れたレジストを使用するとしても、薄膜化
による欠陥発生を是正できないものであり、さらにまた
有機物質層の上層に軽元素を用いているために、露光用
の電子ビームがウエハ面に到達して了うなどの不利があ
つた。
グ中にアンダーカットを生じ易く、しかも薬液中の異物
などによつてもパターン欠陥を生じ易かつたのであり、
またレジストには高分解能が要求され、このため可及的
に薄膜化する必要があつて、このレジスト膜にピンホー
ルなどを生ずる惧れがあり、さらに電子線レジストで
は、耐ドライエッチング性に劣るものが多くて、ウエッ
トエッチングしか適用できず、かつたとえ耐ドライエッ
チング性に優れたレジストを使用するとしても、薄膜化
による欠陥発生を是正できないものであり、さらにまた
有機物質層の上層に軽元素を用いているために、露光用
の電子ビームがウエハ面に到達して了うなどの不利があ
つた。
しかしこの実施例方法の場合には、さきに述べた効果以
外に、例えばたとえ耐ドライエッチング性に劣るレジス
トを使用したとしても、レジスト自身が分解されながら
エッチングされるために、ドライエッチングの適用がで
き、かつ薄膜化による欠陥発生をも回避できるのであ
り、また有機物質層の上層に酸化クロムを用いているこ
とから、電子ビーム照射による損傷，ならびにウエハ面
への影響なども防止し得るのである。
外に、例えばたとえ耐ドライエッチング性に劣るレジス
トを使用したとしても、レジスト自身が分解されながら
エッチングされるために、ドライエッチングの適用がで
き、かつ薄膜化による欠陥発生をも回避できるのであ
り、また有機物質層の上層に酸化クロムを用いているこ
とから、電子ビーム照射による損傷，ならびにウエハ面
への影響なども防止し得るのである。
なお、前記実施例では、半導体ウエハについて述べた
が、その他ガラス基板に対しても適用可能であり、また
電子ビーム露光用レジストについて述べたが、その他の
レジストであつても良く、さらに有機物質層についても
ポリイミドのほか、他の有機物質を利用でき、その上層
の酸化クロム膜に関しても、その他の金属クロムあるい
は金属クロム酸化物などのように、レジストの分解と共
にカルボニル化合物を生成して反転エッチング現象を生
ずるものを用い得るものであり、そしてまた露光のため
には、電子ビーム以外にＸ線，イオンビーム，紫外線な
どであつても良く、それぞれに同様な作用効果を奏し得
るのである。
が、その他ガラス基板に対しても適用可能であり、また
電子ビーム露光用レジストについて述べたが、その他の
レジストであつても良く、さらに有機物質層についても
ポリイミドのほか、他の有機物質を利用でき、その上層
の酸化クロム膜に関しても、その他の金属クロムあるい
は金属クロム酸化物などのように、レジストの分解と共
にカルボニル化合物を生成して反転エッチング現象を生
ずるものを用い得るものであり、そしてまた露光のため
には、電子ビーム以外にＸ線，イオンビーム，紫外線な
どであつても良く、それぞれに同様な作用効果を奏し得
るのである。
〔発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明方法によれば、基板上に有
機物質層，金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜を順
次に形成させ、かつその上にレジスト膜を塗着してお
き、まずレジストパターンをマスクに、金属クロムある
いは金属クロム酸化物膜を選択的に反転ドライエッチン
グしてエッチングパターンを形成させ、ついでエッチン
グパターンをマスクに、有機物質層を選択的にエッチン
グさせるようにしたので、金属クロムあるいは金属クロ
ム酸化物膜のドライエッチングによりカルボニル化合物
が生成されて、欠陥のないエッチングパターンが得ら
れ、このエッチングパターンをマスクに用いた有機物質
層のエッチングにより、高精度，低欠陥の微細パターン
を形成できるのであり、またこのドライ化によつてはプ
ロセスの自動化，省力化などを図り得るなどの特長を有
し、加えてウエットエアを使用しているので安価で安全
である。
機物質層，金属クロムあるいは金属クロム酸化物膜を順
次に形成させ、かつその上にレジスト膜を塗着してお
き、まずレジストパターンをマスクに、金属クロムある
いは金属クロム酸化物膜を選択的に反転ドライエッチン
グしてエッチングパターンを形成させ、ついでエッチン
グパターンをマスクに、有機物質層を選択的にエッチン
グさせるようにしたので、金属クロムあるいは金属クロ
ム酸化物膜のドライエッチングによりカルボニル化合物
が生成されて、欠陥のないエッチングパターンが得ら
れ、このエッチングパターンをマスクに用いた有機物質
層のエッチングにより、高精度，低欠陥の微細パターン
を形成できるのであり、またこのドライ化によつてはプ
ロセスの自動化，省力化などを図り得るなどの特長を有
し、加えてウエットエアを使用しているので安価で安全
である。
第１図(a)ないし(e)はこの発明に係る微細パターンの形
成方法の一実施例を工程順に示す断面図であり、ま第２
図(a)ないし(e)は同上従来例による微細パターンの形成
方法を工程順に示す断面図である。 １……基板、２……有機物質層、３……酸化クロム膜、
４……露光用レジスト膜、６……レジストパターン、７
……エッチングパターン。
成方法の一実施例を工程順に示す断面図であり、ま第２
図(a)ないし(e)は同上従来例による微細パターンの形成
方法を工程順に示す断面図である。 １……基板、２……有機物質層、３……酸化クロム膜、
４……露光用レジスト膜、６……レジストパターン、７
……エッチングパターン。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に、有機物質層、および金属クロム
あるいは金属クロム酸化物膜を順次に形成する工程と、
その上にレジスト膜を塗着する工程と、前記レジスト膜
を露光，現像してパターニングした後、ウエットエアの
プラズマを用いて前記レジストパターンを分解すること
で発生したCOにより、前記金属クロムあるいは金属クロ
ム酸化物膜のクロムとカルボニル化合物を形成すること
で、前記レジストパターンをマスクにした前記金属クロ
ムあるいは金属クロム酸化物膜の選択的な反転エッチン
グを行ってエッチングパターンを形成する工程と、この
エッチングパターンをマスクにして、前記有機物質層を
酸素ガスにより選択的にエッチングする工程とを含むこ
とを特徴とする微細パターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112337A JPH0682639B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112337A JPH0682639B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270827A JPS61270827A (ja) | 1986-12-01 |
| JPH0682639B2 true JPH0682639B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=14584155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60112337A Expired - Lifetime JPH0682639B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682639B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53112671A (en) * | 1977-03-14 | 1978-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for pattern |
| JPS58145131A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-08-29 | Fujitsu Ltd | クロム膜のドライエツチング方法 |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP60112337A patent/JPH0682639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61270827A (ja) | 1986-12-01 |
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