JPH09258454A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JPH09258454A JPH09258454A JP8093405A JP9340596A JPH09258454A JP H09258454 A JPH09258454 A JP H09258454A JP 8093405 A JP8093405 A JP 8093405A JP 9340596 A JP9340596 A JP 9340596A JP H09258454 A JPH09258454 A JP H09258454A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学増幅型レジストにおけるパターンの裾引
きを抑制して、下地を所望の線幅で制御性良くパターニ
ングする。 【解決手段】 AlSi膜35上のTiN膜36上に非
晶質Si膜37と化学増幅型レジスト32とを順次に形
成した状態で露光を行う。このため、化学増幅型レジス
ト32の露光領域で発生させた酸とTiN膜36中の窒
素との反応を非晶質Si膜37で抑制することができ、
露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で酸の量が少
なくなることを抑制することができて、その後の現像処
理で化学増幅型レジスト32におけるパターンの裾引き
を抑制することができる。
きを抑制して、下地を所望の線幅で制御性良くパターニ
ングする。 【解決手段】 AlSi膜35上のTiN膜36上に非
晶質Si膜37と化学増幅型レジスト32とを順次に形
成した状態で露光を行う。このため、化学増幅型レジス
ト32の露光領域で発生させた酸とTiN膜36中の窒
素との反応を非晶質Si膜37で抑制することができ、
露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で酸の量が少
なくなることを抑制することができて、その後の現像処
理で化学増幅型レジスト32におけるパターンの裾引き
を抑制することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置を
製造するためのエキシマレーザリソグラフィで用いられ
ている化学増幅型レジストにパターンを形成するレジス
トパターンの形成方法に関するものである。
製造するためのエキシマレーザリソグラフィで用いられ
ている化学増幅型レジストにパターンを形成するレジス
トパターンの形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】集積度の高い半導体装置を製造するため
には、リソグラフィにおける解像度を向上させて微細な
パターンをレジストに形成する必要があるが、光学系の
解像度は光の波長に比例し開口数に反比例するのに対し
て、焦点深度は光の波長に比例し開口数の2乗に反比例
する。
には、リソグラフィにおける解像度を向上させて微細な
パターンをレジストに形成する必要があるが、光学系の
解像度は光の波長に比例し開口数に反比例するのに対し
て、焦点深度は光の波長に比例し開口数の2乗に反比例
する。
【0003】従って、焦点深度の劣化を相対的に抑制し
つつ解像度を向上させるために、光学系の開口数を大き
くすることよりも、光の波長が短くすることが主に採用
されている。このため、従来から用いられている波長4
36nmのg線や波長365nmのi線よりも更に波長
の短いエキシマレーザ光、特に波長248nmのKrF
エキシマレーザ光がリソグラフィで用いられる様になっ
てきている。
つつ解像度を向上させるために、光学系の開口数を大き
くすることよりも、光の波長が短くすることが主に採用
されている。このため、従来から用いられている波長4
36nmのg線や波長365nmのi線よりも更に波長
の短いエキシマレーザ光、特に波長248nmのKrF
エキシマレーザ光がリソグラフィで用いられる様になっ
てきている。
【0004】しかし、g線やi線に対しては、ノボラッ
ク樹脂であるベース樹脂に感光剤を組み合わせたレジス
トが用いられてきて、ノボラック樹脂に含まれているベ
ンゼン環が耐ドライエッチング性に寄与しているが、K
rFエキシマレーザ光に対してはこのベンゼン環が強い
吸収性を示す。
ク樹脂であるベース樹脂に感光剤を組み合わせたレジス
トが用いられてきて、ノボラック樹脂に含まれているベ
ンゼン環が耐ドライエッチング性に寄与しているが、K
rFエキシマレーザ光に対してはこのベンゼン環が強い
吸収性を示す。
【0005】このため、光が照射された場合に酸を発生
する感光剤を含んでおり、酸が発生している状態で露光
後ベークを加えると露光領域に化学反応が生じて、その
後の現像処理でパターンが形成される化学増幅型レジス
トが、KrFエキシマレーザ光に対して一般に用いられ
ている。
する感光剤を含んでおり、酸が発生している状態で露光
後ベークを加えると露光領域に化学反応が生じて、その
後の現像処理でパターンが形成される化学増幅型レジス
トが、KrFエキシマレーザ光に対して一般に用いられ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一方、低抵抗の金属配
線用として最も一般的に用いられているAl膜は光の反
射率が高いので、図4に示す様に、Al膜11上に反射
防止膜としてのTiN膜12やTiON膜等を形成し、
このTiN膜12等の上に塗布した化学増幅型レジスト
13をリソグラフィでパターニングしている。
線用として最も一般的に用いられているAl膜は光の反
射率が高いので、図4に示す様に、Al膜11上に反射
防止膜としてのTiN膜12やTiON膜等を形成し、
このTiN膜12等の上に塗布した化学増幅型レジスト
13をリソグラフィでパターニングしている。
【0007】ところが、化学増幅型レジスト13をKr
Fエキシマレーザ光に露光させて発生させた酸はTiN
膜12中の窒素と反応する。この結果、化学増幅型レジ
スト13の露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で
酸の量が少なくなり、その後の現像処理において化学増
幅型レジスト13におけるパターンに所謂裾引き13a
が発生する。
Fエキシマレーザ光に露光させて発生させた酸はTiN
膜12中の窒素と反応する。この結果、化学増幅型レジ
スト13の露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で
酸の量が少なくなり、その後の現像処理において化学増
幅型レジスト13におけるパターンに所謂裾引き13a
が発生する。
【0008】従って、この現像した化学増幅型レジスト
13をマスクにしてTiN膜12及びAl膜11をエッ
チングしても、これらのTiN膜12及びAl膜11を
所望の線幅で制御性良くパターニングすることが困難で
あった。
13をマスクにしてTiN膜12及びAl膜11をエッ
チングしても、これらのTiN膜12及びAl膜11を
所望の線幅で制御性良くパターニングすることが困難で
あった。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のレジストパタ
ーンの形成方法は、窒素を含む第1の膜上に、前記窒素
と酸との反応を抑制する第2の膜と、化学増幅型レジス
トとを順次に形成する工程と、前記第1及び第2の膜に
形成すべきパターンで前記化学増幅型レジストを露光さ
せる工程とを具備することを特徴としている。
ーンの形成方法は、窒素を含む第1の膜上に、前記窒素
と酸との反応を抑制する第2の膜と、化学増幅型レジス
トとを順次に形成する工程と、前記第1及び第2の膜に
形成すべきパターンで前記化学増幅型レジストを露光さ
せる工程とを具備することを特徴としている。
【0010】請求項2のレジストパターンの形成方法
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第1の膜としてTiN膜、TiON膜またはSiN
膜のうちの何れかを用いることを特徴としている。
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第1の膜としてTiN膜、TiON膜またはSiN
膜のうちの何れかを用いることを特徴としている。
【0011】請求項3のレジストパターンの形成方法
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第2の膜として非晶質Si膜を用いることを特徴と
している。
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第2の膜として非晶質Si膜を用いることを特徴と
している。
【0012】請求項4のレジストパターンの形成方法
は、請求項3のレジストパターンの形成方法において、
前記非晶質Si膜の膜厚を7nm以下にすることを特徴
としている。
は、請求項3のレジストパターンの形成方法において、
前記非晶質Si膜の膜厚を7nm以下にすることを特徴
としている。
【0013】請求項5のレジストパターンの形成方法
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第2の膜として多結晶Si膜を用いることを特徴と
している。
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
前記第2の膜として多結晶Si膜を用いることを特徴と
している。
【0014】請求項6のレジストパターンの形成方法
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
Al膜とこのAl膜上に積層されて窒素及びチタンを含
む膜とを前記第1の膜として用い、膜厚が7nm以下の
非晶質Si膜を前記第2の膜として用いることを特徴と
している。
は、請求項1のレジストパターンの形成方法において、
Al膜とこのAl膜上に積層されて窒素及びチタンを含
む膜とを前記第1の膜として用い、膜厚が7nm以下の
非晶質Si膜を前記第2の膜として用いることを特徴と
している。
【0015】本願の発明によるレジストパターンの形成
方法では、窒素を含む第1の膜と化学増幅型レジストと
の間に、窒素と酸との反応を抑制する第2の膜を介在さ
せているので、化学増幅型レジストを露光させることに
よって露光領域で発生させた酸と第1の膜中の窒素との
反応を第2の膜で抑制することができる。このため、化
学増幅型レジストの露光領域の表面近傍部に比べて底面
近傍部で酸の量が少なくなることを抑制することができ
る。
方法では、窒素を含む第1の膜と化学増幅型レジストと
の間に、窒素と酸との反応を抑制する第2の膜を介在さ
せているので、化学増幅型レジストを露光させることに
よって露光領域で発生させた酸と第1の膜中の窒素との
反応を第2の膜で抑制することができる。このため、化
学増幅型レジストの露光領域の表面近傍部に比べて底面
近傍部で酸の量が少なくなることを抑制することができ
る。
【0016】また、膜厚が7nm以下の非晶質Si膜を
化学増幅型レジストの直下の膜として用いれば、化学増
幅型レジストの露光時に下地の反射率を低減させること
ができる。
化学増幅型レジストの直下の膜として用いれば、化学増
幅型レジストの露光時に下地の反射率を低減させること
ができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、Al配線を有するMOSト
ランジスタの製造に適用した本願の発明の一実施形態
を、図1〜3を参照しながら説明する。本実施形態で
は、図3に示す様に、Si基板21の表面にSiO2 膜
22を選択的に形成して素子分離領域を決定し、SiO
2 膜22に囲まれている素子活性領域の表面にゲート酸
化膜としてSiO2 膜23を形成する。
ランジスタの製造に適用した本願の発明の一実施形態
を、図1〜3を参照しながら説明する。本実施形態で
は、図3に示す様に、Si基板21の表面にSiO2 膜
22を選択的に形成して素子分離領域を決定し、SiO
2 膜22に囲まれている素子活性領域の表面にゲート酸
化膜としてSiO2 膜23を形成する。
【0018】その後、ポリサイド層24等をゲート電極
のパターンに加工し、ポリサイド層24及びSiO2 膜
22をマスクにした不純物のイオン注入でソース/ドレ
イン拡散層25をSi基板21に形成する。そして、層
間絶縁膜26でポリサイド層24等を覆い、ソース/ド
レイン拡散層25に達するコンタクト孔27を層間絶縁
膜26等に開孔する。
のパターンに加工し、ポリサイド層24及びSiO2 膜
22をマスクにした不純物のイオン注入でソース/ドレ
イン拡散層25をSi基板21に形成する。そして、層
間絶縁膜26でポリサイド層24等を覆い、ソース/ド
レイン拡散層25に達するコンタクト孔27を層間絶縁
膜26等に開孔する。
【0019】その後、配線層31を全面に形成し、この
配線層31上に塗布した化学増幅型レジスト32をリソ
グラフィでパターニングする。図1に示す様に、配線層
31は、Si基板21の表面の自然酸化膜を還元して安
定な低抵抗コンタクトを形成するためのTi膜33と、
バリアメタルとしてのTiN膜34と、配線層31の主
要部であるAlSi膜35と、反射防止膜としてのTi
N膜36と、非晶質Si膜37とを順次に積層させたも
のである。
配線層31上に塗布した化学増幅型レジスト32をリソ
グラフィでパターニングする。図1に示す様に、配線層
31は、Si基板21の表面の自然酸化膜を還元して安
定な低抵抗コンタクトを形成するためのTi膜33と、
バリアメタルとしてのTiN膜34と、配線層31の主
要部であるAlSi膜35と、反射防止膜としてのTi
N膜36と、非晶質Si膜37とを順次に積層させたも
のである。
【0020】この様に、本実施形態では、TiN膜36
と化学増幅型レジスト32との間に非晶質Si膜37を
介在させているので、リソグラフィにおいて化学増幅型
レジスト32を露光させることによって露光領域で発生
させた酸とTiN膜36中の窒素との反応を非晶質Si
膜37で抑制することができて、化学増幅型レジスト3
2の露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で酸の量
が少なくなることを抑制することができる。
と化学増幅型レジスト32との間に非晶質Si膜37を
介在させているので、リソグラフィにおいて化学増幅型
レジスト32を露光させることによって露光領域で発生
させた酸とTiN膜36中の窒素との反応を非晶質Si
膜37で抑制することができて、化学増幅型レジスト3
2の露光領域の表面近傍部に比べて底面近傍部で酸の量
が少なくなることを抑制することができる。
【0021】このため、図1、3に示した様に、その後
の現像処理において化学増幅型レジスト32におけるパ
ターンの裾引きを抑制することができ、この現像した化
学増幅型レジスト32をマスクにしたエッチングによっ
て配線層31を所望の線幅で制御性良くパターニングす
ることができる。
の現像処理において化学増幅型レジスト32におけるパ
ターンの裾引きを抑制することができ、この現像した化
学増幅型レジスト32をマスクにしたエッチングによっ
て配線層31を所望の線幅で制御性良くパターニングす
ることができる。
【0022】一方、図2は、AlSi膜35、TiN膜
36及び非晶質Si膜37の夫々の屈折率n、消衰係数
k及び膜厚をグラフ中の値にした場合における露光時の
反射率を示している。この図2から明らかな様に、非晶
質Si膜37の膜厚が7nm以下であれば、反射防止膜
としてのTiN膜36上に非晶質Si膜37が形成され
ていても、反射率が0.3程度以下であり、ハレーショ
ンを抑制することができて、化学増幅型レジスト32に
微細なパターンを形成することができる。
36及び非晶質Si膜37の夫々の屈折率n、消衰係数
k及び膜厚をグラフ中の値にした場合における露光時の
反射率を示している。この図2から明らかな様に、非晶
質Si膜37の膜厚が7nm以下であれば、反射防止膜
としてのTiN膜36上に非晶質Si膜37が形成され
ていても、反射率が0.3程度以下であり、ハレーショ
ンを抑制することができて、化学増幅型レジスト32に
微細なパターンを形成することができる。
【0023】なお、以上の実施形態では、TiN膜36
上に非晶質Si膜37を形成したが、TiN膜36の代
わりにTiON膜やSiN膜等を用いてもよく、非晶質
Si膜37の代わりに多結晶Si膜等を用いてもよい。
また、以上の実施形態は、Al配線を有するMOSトラ
ンジスタの製造に本願の発明を適用したものであるが、
Al配線以外の金属配線等を有するMOSトランジスタ
やMOSトランジスタ以外の半導体装置の製造にも本願
の発明を適用することができる。
上に非晶質Si膜37を形成したが、TiN膜36の代
わりにTiON膜やSiN膜等を用いてもよく、非晶質
Si膜37の代わりに多結晶Si膜等を用いてもよい。
また、以上の実施形態は、Al配線を有するMOSトラ
ンジスタの製造に本願の発明を適用したものであるが、
Al配線以外の金属配線等を有するMOSトランジスタ
やMOSトランジスタ以外の半導体装置の製造にも本願
の発明を適用することができる。
【0024】
【発明の効果】本願の発明によるレジストパターンの形
成方法では、化学増幅型レジストの露光領域の表面近傍
部に比べて底面近傍部で酸の量が少なくなることを抑制
することができるので、その後の現像処理において化学
増幅型レジストにおけるパターンの裾引きを抑制するこ
とができ、この現像した化学増幅型レジストをマスクに
したエッチングによって下地を所望の線幅で制御性良く
パターニングすることができる。
成方法では、化学増幅型レジストの露光領域の表面近傍
部に比べて底面近傍部で酸の量が少なくなることを抑制
することができるので、その後の現像処理において化学
増幅型レジストにおけるパターンの裾引きを抑制するこ
とができ、この現像した化学増幅型レジストをマスクに
したエッチングによって下地を所望の線幅で制御性良く
パターニングすることができる。
【0025】また、膜厚が7nm以下の非晶質Si膜を
化学増幅型レジストの直下の膜として用いれば、化学増
幅型レジストの露光時に下地の反射率を低減させること
ができるので、ハレーションを抑制することができて、
化学増幅型レジストに微細なパターンを形成することが
できる。
化学増幅型レジストの直下の膜として用いれば、化学増
幅型レジストの露光時に下地の反射率を低減させること
ができるので、ハレーションを抑制することができて、
化学増幅型レジストに微細なパターンを形成することが
できる。
【図1】本願の発明の一実施形態における要部を示す側
断面図である。
断面図である。
【図2】非晶質Si膜の膜厚と反射率との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図3】本願の発明の一実施形態を示す側断面図であ
る。
る。
【図4】本願の発明の一従来例における要部を示す側断
面図である。
面図である。
32 化学増幅型レジスト 35 AlSi膜 36 TiN膜 37 非晶質Si膜
Claims (6)
- 【請求項1】 窒素を含む第1の膜上に、前記窒素と酸
との反応を抑制する第2の膜と、化学増幅型レジストと
を順次に形成する工程と、 前記第1及び第2の膜に形成すべきパターンで前記化学
増幅型レジストを露光させる工程とを具備することを特
徴とするレジストパターンの形成方法。 - 【請求項2】 前記第1の膜としてTiN膜、TiON
膜またはSiN膜のうちの何れかを用いることを特徴と
する請求項1記載のレジストパターンの形成方法。 - 【請求項3】 前記第2の膜として非晶質Si膜を用い
ることを特徴とする請求項1記載のレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項4】 前記非晶質Si膜の膜厚を7nm以下に
することを特徴とする請求項3記載のレジストパターン
の形成方法。 - 【請求項5】 前記第2の膜として多結晶Si膜を用い
ることを特徴とする請求項1記載のレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項6】 Al膜とこのAl膜上に積層されて窒素
及びチタンを含む膜とを前記第1の膜として用い、 膜厚が7nm以下の非晶質Si膜を前記第2の膜として
用いることを特徴とする請求項1記載のレジストパター
ンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8093405A JPH09258454A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8093405A JPH09258454A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09258454A true JPH09258454A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14081399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8093405A Pending JPH09258454A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09258454A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6248669B1 (en) | 1998-05-01 | 2001-06-19 | Nec Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8093405A patent/JPH09258454A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6248669B1 (en) | 1998-05-01 | 2001-06-19 | Nec Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device |
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