JPH07263298A - Method of forming resist pattern - Google Patents
Method of forming resist patternInfo
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- JPH07263298A JPH07263298A JP6047486A JP4748694A JPH07263298A JP H07263298 A JPH07263298 A JP H07263298A JP 6047486 A JP6047486 A JP 6047486A JP 4748694 A JP4748694 A JP 4748694A JP H07263298 A JPH07263298 A JP H07263298A
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン窒化膜（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）とパッドシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をパター
ニングして集積回路装置の素子分離領域を形成するため
のレジストパターンの形成方法に関する。近年の集積回
路装置の高集積化に伴いパターン寸法をより微細化する
ことが要求され、それに対応するため素子分離領域も微
細化が進んでいる。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a silicon nitride film (Si
3 N 4 ) and a pad silicon oxide film (SiO 2 ) are patterned to form a resist pattern for forming an element isolation region of an integrated circuit device. With the recent trend toward higher integration of integrated circuit devices, it is required to further reduce the pattern size, and in order to meet the demand, the element isolation region is also downsized.
【０００２】集積回路装置を形成するシリコン基板の上
に素子分離のためのフィールド絶縁膜を形成する方法と
して、従来から多用されてきたＬＯＣＯＳ法の他に、シ
リコン基板の上にパッドシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）と
シリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4）を形成し、その上にレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
にしてパッドシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を選択的
にエッチングして素子分離のためのフィールド絶縁膜を
残す工程が重要視されている。そのためには、パッドシ
リコン酸化膜とシリコン窒化膜を精度高くエッチングす
るためのレジストの寸法のばらつきを抑えることが必要
である。As a method of forming a field insulating film for element isolation on a silicon substrate forming an integrated circuit device, in addition to the LOCOS method which has been widely used in the past, a pad silicon oxide film ( SiO 2 ) and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) are formed, a resist pattern is formed thereon, and the pad silicon oxide film and the silicon nitride film are selectively etched by using this resist pattern as a mask to separate elements. The process of leaving the field insulating film for is important. For that purpose, it is necessary to suppress variations in the dimensions of the resist for etching the pad silicon oxide film and the silicon nitride film with high accuracy.
【０００３】[0003]
【従来の技術】従来、素子分離のためにパッドシリコン
酸化膜とシリコン窒化膜を選択的にエッチングする際、
このパッドシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の膜厚につ
いてはフォトリソグラフィー技術を用いてパターニング
する際に、感光性を有する膜に生じる露光光の定在波に
ついて考慮した膜厚設定はなされていなかった。2. Description of the Related Art Conventionally, when selectively etching a pad silicon oxide film and a silicon nitride film for element isolation,
Regarding the film thickness of the pad silicon oxide film or the silicon nitride film, the film thickness was not set in consideration of the standing wave of the exposure light generated in the film having photosensitivity when patterning using the photolithography technique.
【０００４】感光性を有する膜に露光光の定在波が生じ
ると、パッドシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の膜厚が
ばらつくと、感光性を有する膜中の露光光強度が部分的
に変わるため、レジストの寸法にばらつきを生じるとい
う問題があった。また、感光性を有する膜内の露光光強
度が厚さ方向で異なり、レジストボトムにおける露光光
強度が弱い場合は裾引きが生じ、レジストトップにおけ
る露光光強度が大きい場合は肩落ちを生じていた。When a standing wave of exposure light is generated in the film having photosensitivity, the intensity of the exposure light in the film having photosensitivity is partially changed when the film thickness of the pad silicon oxide film or the silicon nitride film varies. However, there is a problem that the dimensions of the resist vary. Further, the exposure light intensity in the film having photosensitivity was different in the thickness direction, and when the exposure light intensity at the resist bottom was weak, skirting occurred, and when the exposure light intensity at the resist top was large, shoulder drop occurred. .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】したがって、素子分離
用のパッドシリコン酸化膜やシリコン窒化膜をパターニ
ングする際、許容値を越える寸法にばらつきを生じ、レ
ジスト膜の断面形状もよくないという問題を生じてい
た。本発明は、素子分離用絶縁膜のパターニングにおい
て、レジストの断面形状がよく、寸法ばらつきが少なく
することができるレジストパターンの形成方法を提供す
ることを目的とする。Therefore, when patterning a pad silicon oxide film or a silicon nitride film for element isolation, there arises a problem that the dimension exceeds the allowable value and the resist film has a poor cross-sectional shape. Was there. An object of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern, which has a good resist cross-sectional shape and can reduce dimensional variation in patterning of an element isolation insulating film.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる、基板の
上に２層以上の透明膜を形成する工程と、該２層以上の
透明膜の上に感光性を有する膜を形成する工程と、該感
光性を有する膜を選択的に露光して選択的に耐エッチン
グ化する工程と、該感光性を有する膜の耐エッチング化
されなかった部分を除去する行程を含むレジストパター
ンの形成方法においては、該２層以上の透明膜の屈折率
を調節することによって、該感光性を有する膜における
露光光の定在波比が極小になるようにする工程を採用し
た。According to the present invention, a step of forming a transparent film having two or more layers on a substrate, and a step of forming a photosensitive film on the transparent film having two or more layers. A method for forming a resist pattern, which comprises the steps of selectively exposing the photosensitive film by exposure to light and selectively removing the non-etching portion of the photosensitive film Used a step of adjusting the refractive index of the two or more transparent films to minimize the standing wave ratio of exposure light in the film having photosensitivity.
【０００７】また、本発明にかかる他の、基板の上に２
層以上の透明膜を形成する工程と、該２層以上の透明膜
の上に感光性を有する膜を形成する工程と、該感光性を
有する膜を選択的に露光して選択的に耐エッチング化す
る工程と、該感光性を有する膜の耐エッチング化されな
かった部分を除去する行程を含むレジストパターンの形
成方法においては、該２層の透明膜と感光性を有する膜
の屈折率と膜厚を調節することによって、該感光性を有
する膜あるいは透明膜中における露光光の定在波の腹と
節の位置を設定する工程を採用した。In addition, according to another aspect of the present invention, 2
A step of forming a transparent film having two or more layers, a step of forming a photosensitive film on the two or more transparent films, and a step of selectively exposing the photosensitive film to selectively prevent etching. In the method for forming a resist pattern, which comprises a step of converting the photo-sensitive film and a step of removing a non-etched portion of the photo-sensitive film, the two-layer transparent film, the refractive index of the photo-sensitive film and the film. A step of adjusting the thickness to set the positions of antinodes and nodes of the standing wave of the exposure light in the photosensitive film or transparent film was adopted.
【０００８】また、本発明にかかる他の、基板の上に２
層以上の透明膜を形成する工程と、該２層以上の透明膜
の上に感光性を有する膜を形成する工程と、該感光性を
有する膜を選択的に露光して選択的に耐エッチング化す
る工程と、該感光性を有する膜の耐エッチング化されな
かった部分を除去する行程を含むレジストパターンの形
成方法においては、該２層の透明膜の屈折率と膜厚を調
節することによってレジストボトムの露光光強度を極大
にしてレジストボトムの裾引きを抑える工程を採用し
た。In addition, according to another aspect of the present invention, 2
A step of forming a transparent film having two or more layers, a step of forming a photosensitive film on the two or more transparent films, and a step of selectively exposing the photosensitive film to selectively prevent etching. In the method for forming a resist pattern, which includes a step of removing the non-etched portion of the photosensitive film, and adjusting the refractive index and the film thickness of the two transparent films. We adopted a process that maximizes the exposure light intensity on the resist bottom to prevent the bottom of the resist bottom.
【０００９】この場合、基板の上に２層以上の透明膜を
形成する工程と、該２層以上の透明膜の上に感光性を有
する膜を形成する工程と、該感光性を有する膜を選択的
に露光して選択的に耐エッチング化する工程と、該感光
性を有する膜の耐エッチング化されなかった部分を除去
する行程を含むレジストパターンの形成方法において、
該感光性を有する膜の膜厚を調節することによってレジ
ストトップの露光光強度を極小にしてレジストトップの
肩落ちを抑えることができる。In this case, the step of forming two or more layers of transparent film on the substrate, the step of forming a photosensitive film on the two or more layers of transparent film, and the step of forming the photosensitive film In a method for forming a resist pattern, which comprises a step of selectively exposing and selectively etching resistance, and a step of removing a portion of the photosensitive film which is not etching resistant,
By adjusting the film thickness of the film having photosensitivity, the exposure light intensity of the resist top can be minimized and the shoulder drop of the resist top can be suppressed.
【００１０】また、この場合、基板としてシリコン基板
を用い、透明膜としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
を用い、露光光としてｉ線を用い、ｎi をｉ線における
シリコン窒化膜の屈折率とするとき、シリコン酸化膜の
膜厚が０〜５０Åの場合にシリコン窒化膜を（１３０Å
±５０Å）×（２．０６／ｎi ）、シリコン酸化膜の膜
厚が５１〜１００Åの場合にシリコン窒化膜を（１２５
０ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）、シリコン酸化膜
の膜厚が１０１〜１５０Åの場合にシリコン窒化膜を
（１２００ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）、シリコ
ン酸化膜の膜厚が１５１〜２００Åの場合にシリコン窒
化膜を（１１５０ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）に
設定することができる。In this case, a silicon substrate is used as a substrate, a silicon oxide film and a silicon nitride film are used as transparent films, an i-line is used as exposure light, and n i is a refractive index of the silicon nitride film at the i-line. When the thickness of the silicon oxide film is 0 to 50Å, the silicon nitride film (130Å
± 50Å) × (2.06 / n i ), when the silicon oxide film thickness is 51 to 100Å, the silicon nitride film is (125
0Å ± 50Å) × (2.06 / n i ), if the thickness of the silicon oxide film is 101 to 150Å, the silicon nitride film is (1200Å ± 50Å) × (2.06 / n i ) When the film thickness is 151 to 200Å, the silicon nitride film can be set to (1150Å ± 50Å) × (2.06 / n i ).
【００１１】また、この場合、基板としてシリコン基板
を用い、透明膜としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
を用い、露光光としてエキシマレーザ光を用い、ｎe を
エキシマレーザ光におけるシリコン窒化膜の屈折率とす
るとき、シリコン酸化膜の膜厚が０〜１００Åの場合、
シリコン窒化膜を（１２５０ű５０Å）×（２．２４
／ｎe ）、シリコン酸化膜の膜厚が１０１〜２００Åの
場合、シリコン窒化膜を（１２００ű５０Å）×
（２．２４／ｎe ）に設定することができる。In this case, a silicon substrate is used as a substrate, a silicon oxide film and a silicon nitride film are used as transparent films, excimer laser light is used as exposure light, and n e is a refractive index of the silicon nitride film in the excimer laser light. When the thickness of the silicon oxide film is 0 to 100Å,
Silicon nitride film is (1250Å ± 50Å) × (2.24
/ N e ), when the thickness of the silicon oxide film is 101 to 200Å, the silicon nitride film is (1200Å ± 50Å) ×
It can be set to (2.24 / n e ).
【００１２】[0012]
【作用】上記の問題は、パッドシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜、レジスト膜の屈折率と膜厚を最適化すること
によって解決することができる。The above problem can be solved by optimizing the refractive index and the film thickness of the pad silicon oxide film, the silicon nitride film and the resist film.
【００１３】図１は、本発明のレジストパターンの形成
方法の原理説明図である。この図において、１はシリコ
ン基板、２はパッドシリコン酸化膜、３はシリコン窒化
膜、４は感光性を有する膜である。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the resist pattern forming method of the present invention. In this figure, 1 is a silicon substrate, 2 is a pad silicon oxide film, 3 is a silicon nitride film, and 4 is a film having photosensitivity.
【００１４】この図は、シリコン基板１の上に、パッド
シリコン酸化膜２、シリコン窒化膜３、および、感光性
を有する膜４を形成した積層構造の断面を示している。
そして、図中のＩは感光性を有する膜４中の露光光強度
を示したものであり、露光光強度Ｉは感光性を有する膜
４の厚さ方向に周期的に強弱が表れている。This figure shows a cross section of a laminated structure in which a pad silicon oxide film 2, a silicon nitride film 3, and a photosensitive film 4 are formed on a silicon substrate 1.
Further, I in the figure shows the exposure light intensity in the film 4 having photosensitivity, and the intensity I of the exposure light periodically shows strength in the thickness direction of the film 4 having photosensitivity.
【００１５】ここでは、感光性を有する膜４内の露光光
の定在波比を、露光光強度の１周期の振幅（Ｉδ）を１
周期の平均値Ｉave で除した値Ｉswで規定している。こ
の図のφtop は感光性を有する膜４の頂部の露光光強
度、φbottomはその底部の露光光強度を表したものであ
り、この明細書では、露光光強度が極大の場合の位置を
定在波の腹、光強度が極小の位置を定在波の節と定義す
る。Here, the standing wave ratio of the exposure light in the photosensitive film 4 is defined as the amplitude (Iδ) of one cycle of the exposure light intensity.
It is defined by the value I sw divided by the average value I ave of the cycle. In this figure, φ top represents the exposure light intensity at the top of the photosensitive film 4, and φ bottom represents the exposure light intensity at the bottom thereof. In this specification, the position when the exposure light intensity is maximum is shown. The antinode of the standing wave and the position where the light intensity is minimal are defined as the node of the standing wave.
【００１６】この積層構造体において、パッドシリコン
酸化膜とシリコン窒化膜の膜厚の変動に伴って、感光性
を有する膜４の厚さ方向の露光光強度が変動するが、そ
の変動の度合いは定在波比Ｉswが大きいほど大きい。し
たがって、図１の定義にしたがって定在波比Ｉswを計算
し、定在波比Ｉswができるだけ小さくなるようにパッド
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜の屈折率と膜厚を設定
すればよい。In this laminated structure, the exposure light intensity in the thickness direction of the photosensitive film 4 fluctuates as the thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film fluctuates. The larger the standing wave ratio I sw, the larger. Therefore, the standing wave ratio I sw may be calculated according to the definition of FIG. 1, and the refractive index and the film thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film may be set so that the standing wave ratio I sw is as small as possible.
【００１７】図２は、従来のレジストの断面形状の説明
図であり、（Ａ）は裾引きを示し、（Ｂ）は肩落ちを示
している。この図において、３はシリコン窒化膜、４1
はレジスト膜である。2A and 2B are explanatory views of a cross-sectional shape of a conventional resist. FIG. 2A shows skirting and FIG. 2B shows shoulder drop. In this figure, 3 is a silicon nitride film, 4 1
Is a resist film.
【００１８】この図２（Ａ）に示されるシリコン窒化膜
３の上のレジスト膜４1 の裾引きは、感光性を有する膜
の底部（レジストボトム：φbottom）に露光光強度の節
が生じ、露光光強度が不足して現像する際に除去されな
いで残る場合に生じる。レジストボトムの位相はパッド
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の屈折率、膜厚によっ
て決まる。The bottom of the resist film 4 1 on the silicon nitride film 3 shown in FIG. 2 (A) has a node of exposure light intensity at the bottom of the photosensitive film (resist bottom: φ bottom ). Occurs when the intensity of exposure light is insufficient and the light is not removed during development and remains. The phase of the resist bottom is determined by the refractive index and film thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film.
【００１９】また、図２（Ｂ）に示されるシリコン窒化
膜３の上のレジスト膜４1 の肩落ちは、感光性を有する
膜の頂部（レジストトップ：φtop ）に露光光強度の腹
が生じ、露光光強度が過剰になって現像する際に過剰に
除去される場合に生じる。レジストトップの位相は感光
性を有する膜の膜厚で決まる。なお、レジスト膜４1 の
裾引きも、レジスト膜４1 の肩落ちはも、これをマスク
にして基板に処理を加える工程においてばらつきや寸法
誤差を生じる。Further, the resist film 4 1 of bowing on the silicon nitride film 3 shown in FIG. 2 (B), the top of the film having photosensitivity: belly of the exposure light intensity (resist top phi top) It occurs when the exposure light intensity becomes excessive and is excessively removed during development. The phase of the resist top is determined by the film thickness of the photosensitive film. Incidentally, footing of the resist film 4 1 also bowing of the resist film 4 1 also produces variations or dimensional errors in the step of adding processing on a substrate as a mask thereto.
【００２０】したがって、図１で説明した定義にしたが
って、φtop ，φbottomを計算し、パッドシリコン酸化
膜、シリコン窒化膜の屈折率、膜厚、レジストの膜厚を
最適化することによって、裾引きや肩落ちを抑えること
ができる。Therefore, by calculating φ top and φ bottom according to the definition explained in FIG. 1 and optimizing the refractive index, the film thickness, and the resist film thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film, You can control pulling and shoulder loss.
【００２１】本発明では、パッドシリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜の膜厚を定在波比が極小になる膜厚に設定す
るため、パッドシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の膜厚
のばらつきに伴うレジストの寸法変動を低減することが
できる。また、パッドシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
の屈折率、膜厚を最適化して、レジストボトムに露光光
強度の腹ができるように設定するため、レジストボトム
の裾引きは起こらない。そして、また、レジストトップ
に露光光強度の節ができるように、レジスト膜の膜厚を
設定するため、レジストトップの肩落ちが起こらない。In the present invention, since the thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film is set to the thickness at which the standing wave ratio is minimized, the resist caused by the variation in the thickness of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film is set. It is possible to reduce the dimensional variation of. Further, since the pad silicon oxide film and the silicon nitride film are optimized in refractive index and film thickness so that the resist bottom has an antinode of the exposure light intensity, the bottom of the resist bottom does not occur. Further, since the film thickness of the resist film is set so that the exposure light intensity node is formed on the resist top, the shoulder drop of the resist top does not occur.
【００２２】図３は、パッドシリコン酸化膜、シリコン
窒化膜と感光性を有する膜に生じる露光光の定在波比の
シミュレーション結果説明図である。この図の横軸はパ
ッドシリコン酸化膜の膜厚を示し、縦軸はシリコン窒化
膜の膜厚を示している。そしてこの図には、シミュレー
ションにより決定した、パッドシリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜に対する感光性を有する膜中の露光光強度の定
在波比（Ｉsw）を示し、色が薄い領域が、定在波比が大
きい領域であり、色が薄い領域が定在波比が小さい領域
である。FIG. 3 is an explanatory view of a simulation result of the standing wave ratio of the exposure light generated in the pad silicon oxide film, the silicon nitride film and the film having photosensitivity. The horizontal axis of this figure shows the film thickness of the pad silicon oxide film, and the vertical axis shows the film thickness of the silicon nitride film. In this figure, the standing wave ratio (I sw ) of the exposure light intensity in the film having photosensitivity to the pad silicon oxide film and the silicon nitride film, which is determined by simulation, is shown. A region with a large wave ratio is a region with a light color is a region with a small standing wave ratio.
【００２３】レジストの寸法変動を抑えるためには、色
の濃い領域を選択すればよい。なお、この図には、露光
光としｉ線（波長３６５ｎｍ）を用い、単結晶シリコン
基板（ｎ＝６．５２ ｋ＝２．７１）の上に、パッドシ
リコン酸化膜（ｎ＝１．４８ ｋ＝０）、シリコン窒化
膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ｎ＝２．０６ ｋ＝０）を形成し、そ
の上に感光性を有する膜（ｎ＝１．６５ ｋ＝−０．０
２）を形成した場合についてシミュレーションした結果
が示されている。In order to suppress the dimensional variation of the resist, it is sufficient to select a dark colored area. In this figure, i-line (wavelength 365 nm) is used as exposure light, and a pad silicon oxide film (n = 1.48 k) is formed on a single crystal silicon substrate (n = 6.52 k = 2.71). = 0), a silicon nitride film (Si 3 N 4 n = 2.06 k = 0) is formed, and a photosensitive film (n = 1.65 k = −0.0) is formed thereon.
The simulation results are shown for the case of forming 2).
【００２４】図４は、パッドシリコン酸化膜、シリコン
窒化膜と感光性を有する膜の底部の露光光強度の位相の
シミュレーション結果説明図である。この図の横軸はパ
ッドシリコン酸化膜の膜厚を示し、縦軸はシリコン窒化
膜の膜厚を示している。そしてこの図には、シミュレー
ションにより決定した、パッドシリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜に対するレジストボトムの露光光強度の位相を
示し、色の薄い領域が位相が腹、色の濃い領域が位相が
節の領域を表している。色の薄い領域を選択することで
レジストの裾引きを抑えることができる。FIG. 4 is a diagram for explaining the simulation result of the phase of the exposure light intensity at the bottom of the pad silicon oxide film, the silicon nitride film and the photosensitive film. The horizontal axis of this figure shows the film thickness of the pad silicon oxide film, and the vertical axis shows the film thickness of the silicon nitride film. And, in this figure, the phase of the exposure light intensity of the resist bottom with respect to the pad silicon oxide film and the silicon nitride film determined by the simulation is shown, where the light-colored area is the antinode phase and the dark-colored area is the nodal area. Is represented. By selecting a lightly colored region, it is possible to suppress the hem of the resist.
【００２５】図５は、感光性を有する膜の膜厚の変動と
感光性を有する膜の頂部の露光光強度の位相関係説明図
である。この図の横軸は感光性を有する膜の膜厚を示
し、縦軸は露光光強度の位相を示している。そしてこの
図には、パッドシリコン酸化膜を３０Å、シリコン窒化
膜を１３００Åに固定した場合に、感光性を有する膜の
膜厚が０．５０μｍから０．７５μｍまでの範囲で変化
した場合の感光性を有する膜の頂部の露光光強度の位相
を示しており、レジストの肩落ちを抑えるためには、感
光性を有する膜の膜厚を０．６１μｍ，０．７３μｍに
設定すればよいことを示している。実際にはレジストの
耐エッチング性を大きくするため０．７３μｍにするこ
とが望まれるが、０．６１μｍでも、あるいはこれより
厚くても、感光性を有する膜の頂部に露光光強度の節が
くるようにすると、これと同様の効果を奏する。FIG. 5 is an explanatory diagram of the phase relationship between the variation in the film thickness of the photosensitive film and the exposure light intensity at the top of the photosensitive film. The horizontal axis of this figure shows the film thickness of the film having photosensitivity, and the vertical axis shows the phase of the exposure light intensity. And in this figure, when the pad silicon oxide film is fixed to 30Å and the silicon nitride film is fixed to 1300Å, the photosensitivity when the film thickness of the film having photosensitivity changes in the range from 0.50 μm to 0.75 μm Shows the phase of the exposure light intensity at the top of the film having a film having a thickness of 0.61 μm and 0.73 μm in order to suppress the shoulder drop of the resist. ing. In practice, 0.73 μm is desired in order to increase the etching resistance of the resist. However, even if the thickness is 0.61 μm or thicker, a node of exposure light intensity comes to the top of the photosensitive film. By doing so, the same effect as this can be obtained.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図６は、第１実施例のレジストパターン
の形成方法説明図である。この図において、１１はＳｉ
基板、１２はパッドシリコン酸化膜、１３はシリコン窒
化膜、１４は感光性を有する膜である。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. (First Embodiment) FIG. 6 is an explanatory view of a method of forming a resist pattern according to the first embodiment. In this figure, 11 is Si
A substrate, 12 is a pad silicon oxide film, 13 is a silicon nitride film, and 14 is a photosensitive film.
【００２７】この実施例のレジストパターンの形成方法
においては、Ｓｉ基板（ｎ＝６．５２，ｋ＝２．７１）
１１の上に、厚さ３０Åのパッドシリコン酸化膜（ｎ＝
１．４８，ｋ＝０）１２と、厚さ１３００Åのシリコン
窒化膜（ｎ＝２．０８，ｋ＝０）１３を形成し、その上
に厚さ０．７１５μｍのポジ型感光性を有する膜（ｎ＝
１．６５，ｋ＝０．０２）１４を形成し、この感光性を
有する膜１４に超高圧水銀灯のｉ線の露光光を投影して
露光し、続いて現像する。In the resist pattern forming method of this embodiment, a Si substrate (n = 6.52, k = 2.71) is used.
11 on top of the pad silicon oxide film with a thickness of 30Å (n =
1.48, k = 0) 12 and a silicon nitride film (n = 2.08, k = 0) 13 having a thickness of 1300Å, and a positive type photosensitive film having a thickness of 0.715 μm formed thereon. (N =
1.65, k = 0.02) 14 is formed, and the i-line exposure light of the ultra-high pressure mercury lamp is projected on the film 14 having photosensitivity to be exposed, and then developed.
【００２８】上記の条件を実現することによって、シリ
コン窒化膜１３からの露光光の反射率を低下することが
でき、その結果、露光光の反射波の干渉によって生じる
定在波比（Ｉsw）を小さくすることができる。By realizing the above conditions, the reflectance of the exposure light from the silicon nitride film 13 can be reduced, and as a result, the standing wave ratio (I sw ) generated by the interference of the reflected waves of the exposure light. Can be made smaller.
【００２９】この実施例のレジストパターンの形成方法
においては、感光性を有する膜１４の中の定在波比（Ｉ
sw）を極小に抑えることができ、シリコン窒化膜１３の
膜厚が１３００ű５０Å変動した場合でも、感光性を
有する膜１４の寸法変動を±０．０３μｍ以内に抑える
ことができる。また、感光性を有する膜１４の中に小さ
い定在波が形成されるとしても、シリコン窒化膜１３と
感光性を有する膜１４の膜厚を調節することによって、
レジストボトムに定在波の腹を、レジストトップに定在
波の節を発生させることができ、従来の技術で問題にな
っていたレジストパターンの裾引き、肩落ちを小さくし
て急峻に立ち上がる形状のよいレジストパターンを形成
することができる。In the method of forming the resist pattern of this embodiment, the standing wave ratio (I
sw ) can be minimized, and even if the film thickness of the silicon nitride film 13 changes by 1300Å ± 50Å, the dimensional change of the photosensitive film 14 can be suppressed within ± 0.03 μm. Even if a small standing wave is formed in the photosensitive film 14, by adjusting the film thicknesses of the silicon nitride film 13 and the photosensitive film 14,
Standing wave antinodes can be generated at the resist bottom and standing wave nodes can be generated at the resist top. A good resist pattern can be formed.
【００３０】図７は、第１実施例のレジストパターンの
形状の説明図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各種の形状のレ
ジスト膜を示している。この図において、２３はシリコ
ン窒化膜、２４1 はレジスト膜である。FIG. 7 is an explanatory view of the shape of the resist pattern of the first embodiment, and (A) to (C) show resist films of various shapes. In this figure, 23 is a silicon nitride film and 24 1 is a resist film.
【００３１】図７の（Ａ）は、シリコン窒化膜２３の上
のレジスト膜２４1 の底部に裾引きが生じている場合を
示し、（Ｂ）はシリコン窒化膜２３の上のレジスト膜２
４1の頂部に肩落ちを生じている場合を示し、（Ｃ）は
正常な形状のレジスト膜２４ 1 を示している。FIG. 7A shows the top of the silicon nitride film 23.
Resist film 241If there is a hem on the bottom of
2B shows the resist film 2 on the silicon nitride film 23.
Four1It shows the case where the shoulder is dropped on the top of the
Normal shape resist film 24 1Is shown.
【００３２】（第２実施例）第１実施例において、ｎi
をｉ線におけるシリコン窒化膜１３の屈折率とすると
き、パッドシリコン酸化膜１２が０〜５０Åの時、シリ
コン窒化膜を（１３００ű５０Å）×（２．０６／ｎ
i ）とし、パッドシリコン酸化膜１２の膜厚が５１〜１
００Åの場合、シリコン窒化膜を（１２５０ű５０
Å）×（２．０６／ｎi ）、パッドシリコン酸化膜の膜
厚が１０１〜１５０Åの場合、シリコン窒化膜を（１２
００ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）、パッドシリコ
ン酸化膜の膜厚が１５１〜２００Åの場合、シリコン窒
化膜を（１１５０ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）に
設定することによって、感光性を有する膜１４中の定在
波比を極小にすることができる。(Second Embodiment) In the first embodiment, n i
Is the refractive index of the silicon nitride film 13 at the i-line, and the pad silicon oxide film 12 is 0 to 50Å, the silicon nitride film is (1300Å ± 50Å) × (2.06 / n
i ) and the thickness of the pad silicon oxide film 12 is 51 to 1
In case of 00Å, silicon nitride film (1250Å ± 50
Å) × (2.06 / n i ), if the pad silicon oxide film thickness is 101 to 150Å, the silicon nitride film is (12
00Å ± 50Å) × (2.06 / n i ), if the pad silicon oxide film thickness is 151 to 200Å, set the silicon nitride film to (1150Å ± 50Å) × (2.06 / n i ). Thus, the standing wave ratio in the photosensitive film 14 can be minimized.
【００３３】感光性を有する膜１４の膜厚は、パッドシ
リコン酸化膜１２と、シリコン窒化膜１３を決定した後
に、レジストトップの位相が節になるように、図４と同
様の計算をして求めることができる。The film thickness of the photosensitive film 14 is calculated in the same manner as in FIG. 4 so that the phase of the resist top becomes a node after the pad silicon oxide film 12 and the silicon nitride film 13 are determined. You can ask.
【００３４】（第３実施例）第２実施例においては、露
光光としてｉ線を用いたが、露光光としてエキシマレー
ザー光を用いても、第２実施例と同様の膜厚の最適化手
順によってパッドシリコン酸化膜１２とシリコン窒化膜
１３の膜厚を、定在波比が小さくなるように決定するこ
とができる。(Third Embodiment) In the second embodiment, the i-line is used as the exposure light, but even if the excimer laser light is used as the exposure light, the same procedure for optimizing the film thickness as in the second embodiment is performed. Thus, the film thicknesses of the pad silicon oxide film 12 and the silicon nitride film 13 can be determined so that the standing wave ratio becomes small.
【００３５】この場合は、パッドシリコン酸化膜１２が
０〜１００Åのとき、シリコン窒化膜１３を（１２５０
ű５０Å）×（２．２４／ｎe ）、パッドシリコン酸
化膜１２の膜厚が１０１〜２００Åの場合、シリコン窒
化膜１３を（１２００ű５０Å）×（２．２４／
ｎe ）に設定することができる。In this case, when the pad silicon oxide film 12 is 0 to 100 Å, the silicon nitride film 13 (1250
Å ± 50Å) × (2.24 / n e), when the film thickness of the pad silicon oxide film 12 is 101～200A, the silicon nitride film 13 (1200Å ± 50Å) × ( 2.24 /
n e ) can be set.
【００３６】以上述べてきたことは、感光性を有する膜
の下にパッドシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の２層の
透明膜を有する場合についてであるが、この透明膜が３
層以上であっても本発明を適用することはできる。本発
明において、透明膜とは、露光光の光吸収係数が０．２
位下の膜を表すものとする。What has been described above is the case where the transparent film having two layers of the pad silicon oxide film and the silicon nitride film is provided under the film having photosensitivity.
The present invention can be applied even if there are more layers. In the present invention, a transparent film has a light absorption coefficient of 0.2 for exposure light.
It shall represent the subordinate membrane.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレジスト
パターン形成方法によると、集積回路装置の素子分離領
域を形成するため絶縁膜をパターニングする際に、絶縁
膜を選択的にエッチングするためのマスクとなるレジス
トの寸法ばらつきを抑え、レジストの断面形状を改善す
るという効果を奏するため、集積回路装置を構成する素
子の微細化、所要面積の縮小に寄与し、また、集積回路
装置の量産化と歩留りの向上に寄与するところが大き
い。As described above, according to the resist pattern forming method of the present invention, when the insulating film is patterned to form the element isolation region of the integrated circuit device, the insulating film is selectively etched. Since it has the effect of suppressing the dimensional variation of the resist that serves as a mask and improving the cross-sectional shape of the resist, it contributes to the miniaturization of the elements that make up the integrated circuit device and the reduction of the required area, and the mass production of the integrated circuit device. It greatly contributes to the improvement of yield.
【図１】本発明のレジストパターンの形成方法の原理説
明図である。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of a resist pattern forming method of the present invention.
【図２】従来のレジストの断面形状の説明図であり、
（Ａ）は裾引きを示し、（Ｂ）は肩落ちを示している。FIG. 2 is an explanatory view of a cross-sectional shape of a conventional resist,
(A) shows hem pulling, and (B) shows shoulder drop.
【図３】パッドシリコン酸化膜、シリコン窒化膜と感光
性を有する膜に生じる露光光の定在波比のシミュレーシ
ョン結果説明図である。FIG. 3 is a simulation result explanatory diagram of a standing wave ratio of exposure light generated in a pad silicon oxide film, a silicon nitride film, and a film having photosensitivity.
【図４】パッドシリコン酸化膜、シリコン窒化膜と感光
性を有する膜の底部の露光光強度の位相のシミュレーシ
ョン結果説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a simulation result of a phase of exposure light intensity of a pad silicon oxide film, a silicon nitride film and a bottom portion of a film having photosensitivity.
【図５】感光性を有する膜の膜厚の変動と感光性を有す
る膜の頂部の露光光強度の位相関係説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a phase relationship between fluctuations in film thickness of a photosensitive film and exposure light intensity at the top of the photosensitive film.
【図６】第１実施例のレジストパターンの形成方法説明
図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a method of forming a resist pattern according to the first embodiment.
【図７】第１実施例のレジストパターンの形状の説明図
であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各種の形状のレジスト膜を示
している。FIG. 7 is an explanatory diagram of the shape of the resist pattern of the first embodiment, in which (A) to (C) show resist films of various shapes.
１ シリコン基板 ２ パッドシリコン酸化膜 ３ シリコン窒化膜 ４ 感光性を有する膜 ４1 レジスト膜 １１ Ｓｉ基板 １２ パッドシリコン酸化膜 １３ シリコン窒化膜 １４ 感光性を有する膜 ２３ シリコン窒化膜 ２４1 レジスト膜1 Silicon Substrate 2 Pad Silicon Oxide Film 3 Silicon Nitride Film 4 Photosensitive Film 4 1 Resist Film 11 Si Substrate 12 Pad Silicon Oxide Film 13 Silicon Nitride Film 14 Photosensitive Film 23 Silicon Nitride Film 24 1 Resist Film
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Claims (6)
工程と、該２層以上の透明膜の上に感光性を有する膜を
形成する工程と、該感光性を有する膜を選択的に露光し
て選択的に耐エッチング化する工程と、該感光性を有す
る膜の耐エッチング化されなかった部分を除去する行程
を含むレジストパターンの形成方法において、該２層以
上の透明膜の屈折率を調節することによって、該感光性
を有する膜における露光光の定在波比が極小になるよう
にすることを特徴とするレジストパターンの形成方法。1. A step of forming a transparent film of two or more layers on a substrate, a step of forming a photosensitive film on the transparent film of two or more layers, and selecting the photosensitive film. In the method for forming a resist pattern, which comprises a step of selectively exposing the photosensitive film to selectively prevent etching, and a step of removing a portion of the photosensitive film that has not been subjected to etching, A method for forming a resist pattern, wherein the standing wave ratio of exposure light in the film having photosensitivity is minimized by adjusting the refractive index.
工程と、該２層以上の透明膜の上に感光性を有する膜を
形成する工程と、該感光性を有する膜を選択的に露光し
て選択的に耐エッチング化する工程と、該感光性を有す
る膜の耐エッチング化されなかった部分を除去する行程
を含むレジストパターンの形成方法において、該２層の
透明膜と感光性を有する膜の屈折率と膜厚を調節するこ
とによって、該感光性を有する膜あるいは透明膜中にお
ける露光光の定在波の腹と節の位置を設定することを特
徴とするレジストパターンの形成方法。2. A step of forming a transparent film having two or more layers on a substrate, a step of forming a photosensitive film on the transparent film of two or more layers, and selecting the photosensitive film. In the method for forming a resist pattern, which comprises a step of selectively exposing the photosensitive film by selectively exposing it to light and a step of removing a portion of the photosensitive film that has not been subjected to the etching resistance. Of the resist pattern, characterized in that the positions of antinodes and nodes of the standing wave of the exposure light in the photosensitive film or transparent film are set by adjusting the refractive index and the film thickness of the film having the property. Forming method.
工程と、該２層以上の透明膜の上に感光性を有する膜を
形成する工程と、該感光性を有する膜を選択的に露光し
て選択的に耐エッチング化する工程と、該感光性を有す
る膜の耐エッチング化されなかった部分を除去する行程
を含むレジストパターンの形成方法において、該２層の
透明膜の屈折率と膜厚を調節することによってレジスト
ボトムの露光光強度を極大にしてレジストボトムの裾引
きを抑えることを特徴とする請求項２に記載されたレジ
ストパターンの形成方法。3. A step of forming a transparent film having two or more layers on a substrate, a step of forming a photosensitive film on the transparent film of two or more layers, and selecting the photosensitive film. In the method for forming a resist pattern, which comprises a step of selectively exposing the photosensitive film by selectively exposing it to light and a step of removing a portion of the photosensitive film which has not been subjected to the etching, refraction of the two-layer transparent film. The method for forming a resist pattern according to claim 2, wherein the exposure light intensity of the resist bottom is maximized by controlling the rate and the film thickness to suppress the bottoming of the resist bottom.
工程と、該２層以上の透明膜の上に感光性を有する膜を
形成する工程と、該感光性を有する膜を選択的に露光し
て選択的に耐エッチング化する工程と、該感光性を有す
る膜の耐エッチング化されなかった部分を除去する行程
を含むレジストパターンの形成方法において、該感光性
を有する膜の膜厚を調節することによってレジストトッ
プの露光光強度を極小にしてレジストトップの肩落ちを
抑えることを特徴とする請求項２に記載されたレジスト
パターンの形成方法。4. A step of forming a transparent film having two or more layers on a substrate, a step of forming a photosensitive film on the transparent film of two or more layers, and selecting the photosensitive film. In a method for forming a resist pattern, which comprises a step of selectively exposing the photosensitive film by selective etching and a step of removing a portion of the photosensitive film which has not been subjected to the etching resistance. The method for forming a resist pattern according to claim 2, wherein the exposure light intensity of the resist top is minimized by adjusting the thickness to suppress shoulder drop of the resist top.
としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を用い、露光光
としてｉ線を用い、ｎi をｉ線におけるシリコン窒化膜
の屈折率とするとき、シリコン酸化膜の膜厚が０〜５０
Åの場合にシリコン窒化膜を（１３００ű５０Å）×
（２．０６／ｎi ）、シリコン酸化膜の膜厚が５１〜１
００Åの場合にシリコン窒化膜を（１２５０ű５０
Å）×（２．０６／ｎi ）、シリコン酸化膜の膜厚が１
０１〜１５０Åの場合にシリコン窒化膜を（１２００Å
±５０Å）×（２．０６／ｎi ）、シリコン酸化膜の膜
厚が１５１〜２００Åの場合にシリコン窒化膜を（１１
５０ű５０Å）×（２．０６／ｎi ）に設定すること
を特徴とする請求項３に記載されたレジストパターンの
形成方法。5. A silicon substrate is used as a substrate, a silicon oxide film and a silicon nitride film are used as transparent films, an i-line is used as exposure light, and n i is a refractive index of the silicon nitride film at the i-line. Oxide film thickness is 0-50
In the case of Å, use a silicon nitride film (1300Å ± 50Å) ×
(2.06 / n i ), the thickness of the silicon oxide film is 51 to 1
In the case of 00Å, use a silicon nitride film (1250Å ± 50
Å) × (2.06 / n i ), the thickness of the silicon oxide film is 1
In the case of 01 to 150Å, a silicon nitride film (1200Å
± 50Å) × (2.06 / n i ), if the thickness of the silicon oxide film is 151 to 200Å, the silicon nitride film is (11
The method of forming a resist pattern according to claim 3, wherein the setting is 50Å ± 50Å) × (2.06 / n i ).
としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を用い、露光光
としてエキシマレーザ光を用い、ｎe をエキシマレーザ
光におけるシリコン窒化膜の屈折率とするとき、シリコ
ン酸化膜の膜厚が０〜１００Åの場合、シリコン窒化膜
を（１２５０ű５０Å）×（２．２４／ｎe ）、シリ
コン酸化膜の膜厚が１０１〜２００Åの場合、シリコン
窒化膜を（１２００ű５０Å）×（２．２４／ｎe ）
に設定することを特徴とする請求項３に記載されたレジ
ストパターンの形成方法。6. When a silicon substrate is used as a substrate, a silicon oxide film and a silicon nitride film are used as transparent films, excimer laser light is used as exposure light, and n e is a refractive index of the silicon nitride film in the excimer laser light. , when the film thickness of the silicon oxide film is 0～100A, a silicon nitride film (1250Å ± 50Å) × (2.24 / n e), when the film thickness of the silicon oxide film is 101～200A, a silicon nitride film (1200Å ± 50Å) × (2.24 / n e)
The resist pattern forming method according to claim 3, wherein the resist pattern is formed as follows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04748694A JP3451406B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Method of forming resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263298A true JPH07263298A (en) | 1995-10-13 |
| JP3451406B2 JP3451406B2 (en) | 2003-09-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04748694A Expired - Lifetime JP3451406B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Method of forming resist pattern |
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|---|---|
| JP (1) | JP3451406B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927016B2 (en) | 2001-10-23 | 2005-08-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Blank disc and direct stamper and its manufacturing method |
| JP2006154245A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Toshiba Corp | Method for verifying pattern data, method for creating pattern data, method for manufacturing exposure mask, and program |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP04748694A patent/JP3451406B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927016B2 (en) | 2001-10-23 | 2005-08-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Blank disc and direct stamper and its manufacturing method |
| JP2006154245A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Toshiba Corp | Method for verifying pattern data, method for creating pattern data, method for manufacturing exposure mask, and program |
| JP4621485B2 (en) * | 2004-11-29 | 2011-01-26 | 株式会社東芝 | Pattern data verification method, pattern data creation method, exposure mask manufacturing method and program |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3451406B2 (en) | 2003-09-29 |
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