JPH0715870B2 - Pattern formation method - Google Patents
Pattern formation methodInfo
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- JPH0715870B2 JPH0715870B2 JP58211710A JP21171083A JPH0715870B2 JP H0715870 B2 JPH0715870 B2 JP H0715870B2 JP 58211710 A JP58211710 A JP 58211710A JP 21171083 A JP21171083 A JP 21171083A JP H0715870 B2 JPH0715870 B2 JP H0715870B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
- G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
- G03F7/2065—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam using corpuscular radiation other than electron beams
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、半導体装置を製造する際に於けるパターンを
形成する全ての工程がドライ・エッチングで遂行される
パターン形成方法に関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a pattern forming method in which all steps of forming a pattern in manufacturing a semiconductor device are performed by dry etching.
従来技術と問題点 従来、半導体装置を製造する際に於けるパターン形成に
はフォト・リソグラフィ技術が適用され、感光レジスト
・パターンをマスクとして所要の材料のエッチングを行
うようにしている。Conventional Technology and Problems Conventionally, photolithography technology has been applied to pattern formation in manufacturing a semiconductor device, and a desired material is etched using a photosensitive resist pattern as a mask.
この場合のレジストに於けるパターン形成は、レジスト
に対して所定のマスク・パターンを露光する工程と、レ
ジストの溶液を用いて現像する工程とからなっている。Pattern formation in the resist in this case includes a step of exposing a predetermined mask pattern to the resist and a step of developing using a resist solution.
近年、この種のパターン形成に適用されるエッチング技
術としては、従来のウエット・エッチングからドライ・
エッチングへと移行しつつある。In recent years, conventional wet etching has been used as a dry etching
It is moving to etching.
然しながら、パターン形成の場合に於けるエッチング工
程を全てドライ化することは未だ不可能な状態にある。
例えば、前記の現像工程に於いても、酸素（O2）プラズ
マを用いてドライ処理することが考えられているが、露
光部分と非露光部分との選択性が充分でなく、パターン
として残すべきレジスト膜に大幅な膜減りを生ずる状態
にあり、また、その為にマスク・パターンの転写解像度
も充分ではない。However, it is still impossible to dry all the etching steps in the case of pattern formation.
For example, in the developing step as well, it has been considered to perform a dry process using oxygen (O 2 ) plasma, but the selectivity between the exposed portion and the non-exposed portion is not sufficient and should be left as a pattern. The resist film is in a state of being greatly reduced, and therefore, the transfer resolution of the mask pattern is not sufficient.
発明の目的 本発明は、従来、保護マスクなしではドライ・エッチン
グしてパターンを形成することが不可能であった例えば
レジスト膜などを簡単な処理を施すのみで選択的にドラ
イ・エッチングすることを可能とし、パターン形成する
場合の全工程を完全にドライ・エッチング化する技術を
提供する。An object of the present invention is to selectively dry-etch a resist film or the like, which has been impossible to dry-etch a pattern without a protective mask, by simply performing a simple process. (EN) A technology capable of completely dry-etching all the steps for pattern formation.
発明の構成 本発明に依るパターン形成方法に於いては、基板上にポ
ジ型レジスト膜を形成する工程と、次いで、前記ポジ型
レジスト膜に硼素イオン・ビームを選択的に照射して前
記ポジ型レジスト膜に不純物含有領域を形成する工程
と、次いで、前記ポジ型レジスト膜全体を酸素雰囲気中
に配置した状態で紫外線を照射することに依ってラジカ
ルを生成させ前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜を
残し且つそれ以外の部分のポジ型レジスト膜をドライ・
エッチングして除去する工程と、次いで、前記不純物含
有領域のポジ型レジスト膜をマスクとして下地をドライ
・エッチング加工する工程と、次いで、前記不純物含有
領域のポジ型レジスト膜を酸素プラズマ雰囲気中に配置
した状態で紫外光を照射することなく前記不純物含有領
域のポジ型レジスト膜を実質的に全て除去するドライ・
エッチングを行う工程とが含まれてなり、半導体装置を
製造する場合のパターン形成を完全にドライ化すること
が可能になる。In the pattern forming method according to the present invention, the step of forming a positive resist film on a substrate, and then the positive resist film is selectively irradiated with a boron ion beam to form the positive resist film. A step of forming an impurity-containing region in the resist film, and then irradiating ultraviolet rays in a state where the entire positive-type resist film is placed in an oxygen atmosphere to generate radicals, thereby generating a positive-type resist film in the impurity-containing region. Of the positive type resist film remaining on the
A step of etching and removing, a step of dry etching the underlayer using the positive type resist film in the impurity-containing region as a mask, and a step of arranging the positive type resist film in the impurity-containing region in an oxygen plasma atmosphere. In a dry state that removes substantially all of the positive resist film in the impurity-containing region without irradiating with ultraviolet light.
The step of performing etching is included, and it becomes possible to completely dry the pattern formation when manufacturing a semiconductor device.
発明の実施例 第１図乃至第４図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図であり、以
下、これ等の図を参照しつつ説明する。Embodiments of the Invention FIGS. 1 to 4 are side sectional views of essential parts of a semiconductor device at a process step for explaining one embodiment of the present invention, which will be described below with reference to these drawings. To do.
第１図及び第２図参照 シリコン半導体基板１上にレジスト（OMR83:東京応
化製）膜２を厚さ例えば１〔μｍ〕程度に形成する。1 and 2, a resist (OMR83: made by Tokyo Ohka) film 2 is formed on a silicon semiconductor substrate 1 to a thickness of, for example, about 1 [μm].
例えば硼素イオン（B+）を所要パターンに従って選
択的に照射する。尚、矢印３はB+ビームを指示してい
る。For example, boron ions (B + ) are selectively irradiated according to a required pattern. The arrow 3 indicates the B + beam.
そのときの照射イオン量としては10-5〔c/cm2〕程度で
良く、また、B+の加速エネルギを100〔KeV〕とすると、
B+はレジスト膜２中に約0.2〔μｍ〕程度まで打ち込ま
れるので、第２図に記号４で指示してあるようにイオン
注入領域が形成される。The irradiation ion amount at that time may be about 10 −5 [c / cm 2 ] and if the acceleration energy of B + is 100 [KeV],
Since B + is implanted into the resist film 2 up to about 0.2 μm, an ion implantation region is formed as indicated by symbol 4 in FIG.
図示されているように、イオン注入領域４がレジスト膜
２の表面にのみ存在していても現像する場合には何等の
支障もない。これは、従来の現像技術と大きく相違する
点であり、これに依り、照射イオン量が少なくて済むこ
とになるから、露光のスルー・プットを向上することが
可能である。尚、必要あれば、照射イオン量及び加速エ
ネルギを大にしてB+がレジスト膜２とシリコン半導体基
板１との界面に到達する程度に照射しても良い。As shown in the drawing, even if the ion implantation region 4 exists only on the surface of the resist film 2, there is no problem in developing. This is a point that is greatly different from the conventional developing technique, and by this, the irradiation ion amount can be small, and thus the through-put of exposure can be improved. If necessary, the amount of irradiation ions and the acceleration energy may be increased and irradiation may be performed to the extent that B + reaches the interface between the resist film 2 and the silicon semiconductor substrate 1.
第３図参照 全体をO2雰囲気中におき、紫外線５を照射すること
に依り、イオン注入領域４でマスクされていないレジス
ト膜２の部分を炭化除去することができる。See FIG. 3. By placing the whole in an O 2 atmosphere and irradiating it with ultraviolet rays 5, the portion of the resist film 2 that is not masked in the ion implantation region 4 can be carbonized and removed.
この場合に使用する紫外線は低圧水銀燈が発生する260
〔nm〕以下の波長のものが特に有効である。The ultraviolet light used in this case is generated by the low-pressure mercury lamp 260
Those having a wavelength of [nm] or less are particularly effective.
第４図参照 工程を経ることに依り、レジスト膜２は図示のよ
うにパターニングされるので、このパターニングされた
レジスト膜２をマスクとして基板１をエッチング加工す
ることができる。As shown in FIG. 4, the resist film 2 is patterned as shown in FIG. 4, so that the substrate 1 can be etched using the patterned resist film 2 as a mask.
使用済みのレジスト膜２はO2プラズマに曝すことに依
り、簡単に除去することができ、また、ハロゲンを含む
雰囲気で紫外線を照射して除去することもできる。The used resist film 2 can be easily removed by exposing it to O 2 plasma, and it can also be removed by irradiating it with ultraviolet rays in an atmosphere containing halogen.
本発明に於いて用いることができるレジストとしては、
前記したものの外に種々のものを使用することが可能で
あり、例えば、電子ビーム・レジストの一種であるポリ
メチルメタクリレート（Polymethylmethacrylate:PMM
A）樹脂などは好結果が得られる。唯、レジストの種類
に依って、イオン注入条件、現像条件は適宜に選択する
必要がある。As the resist that can be used in the present invention,
It is possible to use various materials other than those described above, for example, polymethylmethacrylate (PMM), which is a kind of electron beam resist.
A) Good results are obtained with resins. However, it is necessary to appropriately select the ion implantation conditions and the development conditions depending on the type of resist.
第５図は本発明を実施して得られた結果の一例を線図に
したものであり、縦軸には膜減り速度を〔μm/分〕で、
横軸には照射したイオンのドーズ量をそれぞれ採ってあ
る。尚、膜減り速度とは単位時間に減少する膜厚であ
る。FIG. 5 is a diagram showing an example of the results obtained by carrying out the present invention, in which the vertical axis indicates the film reduction rate [μm / min],
The horizontal axis shows the dose of the irradiated ions. The film reduction rate is the film thickness that decreases per unit time.
図に於いて、破線はO2プラズマでエッチングを行った場
合を示し、実線は紫外線を照射してエッチングした場合
を示している。In the figure, the broken line shows the case of etching with O 2 plasma, and the solid line shows the case of irradiating with ultraviolet rays for etching.
図から判るように、O2プラズマでは、イオン照射に依る
選択比は殆ど得られない。As can be seen from the figure, in O 2 plasma, the selectivity ratio due to ion irradiation is hardly obtained.
然しながら、紫外線を照射する場合は、イオンの照射量
がドーズ量にして1014以上になると充分な選択比が得ら
れる。However, when ultraviolet rays are irradiated, a sufficient selection ratio can be obtained when the dose of ions is 10 14 or more in dose amount.
発明の効果 本発明に依るパターン形成方法に於いては、基板上にポ
ジ型レジスト膜を形成する工程と、次いで、前記ポジ型
レジスト膜に硼素イオン・ビームを選択的に照射して前
記ポジ型レジスト膜に不純物含有領域を形成する工程
と、次いで、前記ポジ型レジスト膜全体を酸素雰囲気中
に配置した状態で紫外線を照射することに依ってラジカ
ルを生成させ前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜を
残し且つそれ以外の部分のポジ型レジスト膜をドライ・
エッチングして除去する工程と、次いで、前記不純物含
有領域のポジ型レジスト膜をマスクとして下地をドライ
・エッチング加工する工程と、次いで、前記不純物含有
領域のポジ型レジスト膜を酸素プラズマ雰囲気中に配置
した状態で紫外光を照射することなく前記不純物含有領
域のポジ型レジスト膜を実質的に全て除去するドライ・
エッチングを行う工程とが含まれる。Advantageous Effects of Invention In the pattern forming method according to the present invention, a step of forming a positive resist film on a substrate, and then the positive resist film is selectively irradiated with a boron ion beam to form the positive resist film. A step of forming an impurity-containing region in the resist film, and then irradiating ultraviolet rays in a state where the entire positive-type resist film is placed in an oxygen atmosphere to generate radicals, thereby generating a positive-type resist film in the impurity-containing region. Of the positive type resist film remaining on the
A step of etching and removing, a step of dry etching the underlayer using the positive type resist film in the impurity-containing region as a mask, and a step of arranging the positive type resist film in the impurity-containing region in an oxygen plasma atmosphere. In a dry state that removes substantially all of the positive resist film in the impurity-containing region without irradiating with ultraviolet light.
Etching is included.
前記構成を採ることに依り、半導体装置を製造する場合
のパターン形成を完全にドライ化することが可能とな
り、高集積化半導体装置の微細パターン形成に好適であ
る。By adopting the above configuration, it becomes possible to completely dry the pattern formation in the case of manufacturing a semiconductor device, which is suitable for forming a fine pattern in a highly integrated semiconductor device.
また、本発明のパターン形成方法は、これまで実施され
てきたプラズマやイオンを用いる従来技術と比較した場
合、基板に与える損傷や汚染がすくないことも特筆すべ
き効果である。In addition, the pattern forming method of the present invention has a remarkable effect that the substrate is less damaged or contaminated as compared with the conventional techniques using plasma and ions that have been implemented so far.
第１図乃至第４図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図、第５図は本
発明の効果を説明する為の膜減り対イオン照射量に関す
る線図である。 図に於いて、１はシリコン半導体基板、２はレジスト
膜、３はB+ビーム、４はイオン注入領域、５は紫外線で
ある。1 to 4 are side views of a semiconductor device in a main part cut in a process step for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a film reduction counterion for explaining an effect of the present invention. It is a diagram regarding irradiation amount. In the figure, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is a resist film, 3 is a B + beam, 4 is an ion implantation region, and 5 is ultraviolet rays.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 21/302 Ｈ (56)参考文献 特開 昭58−77230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−167330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−4930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−98828（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−18981（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭41−1085（ＪＰ，Ｂ１)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication 21/302 H (56) Reference JP-A-58-77230 (JP, A) JP-A-56- 167330 (JP, A) JP 58-4930 (JP, A) JP 55-98828 (JP, A) JP 44-18981 (JP, B1) JP 41-1085 (JP, B1)
Claims (1)
と、 次いで、前記ポジ型レジスト膜に硼素イオン・ビームを
選択的に照射して前記ポジ型レジスト膜に不純物含有領
域を形成する工程と、 次いで、前記ポジ型レジスト膜全体を酸素雰囲気中に配
置した状態で紫外線を照射することに依ってラジカルを
生成させ前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜を残し
且つそれ以外の部分のポジ型レジスト膜をドライ・エッ
チングして除去する工程と、 次いで、前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜をマス
クとして下地をドライ・エッチング加工する工程と、 次いで、前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜を酸素
プラズマ雰囲気中に配置した状態で紫外光を照射するこ
となく前記不純物含有領域のポジ型レジスト膜を実質的
に全て除去するドライ・エッチングを行う工程と が含まれてなることを特徴とするパターン形成方法。1. A step of forming a positive resist film on a substrate, and a step of selectively irradiating the positive resist film with a boron ion beam to form an impurity-containing region in the positive resist film. Then, radicals are generated by irradiating with ultraviolet rays in a state where the entire positive resist film is placed in an oxygen atmosphere, leaving the positive resist film in the impurity-containing region and leaving the positive resist in the other portions. A step of dry-etching and removing the resist film; a step of dry-etching the underlayer using the positive-type resist film in the impurity-containing region as a mask; and a step of removing the positive-type resist film in the impurity-containing region with oxygen. In a state of being placed in a plasma atmosphere, the positive resist film in the impurity-containing region is substantially completely removed without being irradiated with ultraviolet light. And a step of performing line etching, which is included in the pattern forming method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211710A JPH0715870B2 (en) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | Pattern formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211710A JPH0715870B2 (en) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | Pattern formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60105230A JPS60105230A (en) | 1985-06-10 |
| JPH0715870B2 true JPH0715870B2 (en) | 1995-02-22 |
Family
ID=16610309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211710A Expired - Lifetime JPH0715870B2 (en) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | Pattern formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715870B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3850151T2 (en) * | 1987-03-09 | 1995-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Process for the production of samples. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56167330A (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Fine pattern forming method |
| JPS5877230A (en) * | 1981-11-04 | 1983-05-10 | Hitachi Ltd | Pattern formation |
-
1983
- 1983-11-12 JP JP58211710A patent/JPH0715870B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60105230A (en) | 1985-06-10 |
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