JPH10303183A - Method of forming pattern - Google Patents

Method of forming pattern

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JPH10303183A
JPH10303183A JP12501097A JP12501097A JPH10303183A JP H10303183 A JPH10303183 A JP H10303183A JP 12501097 A JP12501097 A JP 12501097A JP 12501097 A JP12501097 A JP 12501097A JP H10303183 A JPH10303183 A JP H10303183A
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JP
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gas
film
pattern
organic
forming method
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JP12501097A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Shinohara
啓二 篠原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a reliable semiconductor superior in characteristic by transferring a pattern similar to the pattern formed on organic films to the substrate. SOLUTION: A reaction product 16 is formed by etching an organic antireflection film 14 by using gas containing chlorine and the product is wholly coated by fluorocarbon polymer film 38. Owing to the coating, when the Si wafer 11 is exposed to the air, the fluorocarbon polymer film 38 prevents water in the air from entering the reaction product 16 and the volume of the reaction product 16 does not expand because of no reaction between chlorine in the reaction product and the water in the air.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置の
製造に際して、有機系反射防止膜等にパターンを形成し
た後、導電膜等である下地にパターンを転写するパター
ンの形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a pattern in which a pattern is formed on an organic anti-reflection film or the like and then transferred to a base such as a conductive film in manufacturing a semiconductor device. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造に際してはフォトリソ
グラフィでフォトレジストにパターンを形成するが、フ
ォトリソグラフィにおける露光工程ではフォトレジスト
に入射した光の一部が下地との界面で反射し入射光と干
渉することによる定在波効果が生じることが知られてい
る。しかも、フォトレジストの下地には既に段差が形成
されていることが一般的であり、ウェハ上の位置によっ
てフォトレジストの厚さが異なっている。
2. Description of the Related Art In manufacturing a semiconductor device, a pattern is formed on a photoresist by photolithography. In an exposure process in photolithography, a part of light incident on the photoresist is reflected at an interface with a base and interferes with the incident light. It is known that a standing wave effect is caused by performing the operation. In addition, a step is generally already formed on the underlayer of the photoresist, and the thickness of the photoresist varies depending on the position on the wafer.

【0003】このため、定在波効果の影響もウェハ上の
位置によって異なっており、これでは所望の線幅の配線
等を形成することができない。そこで、定在波効果を低
減させる一つの方法として、フォトレジスト下に反射防
止膜を形成する方法が考えられている。そして、反射防
止膜としては、露光工程で用いられている波長の光を吸
収する色素を含むことができて、下地からの反射を完全
に防止することができる有機系反射防止膜が多く用いら
れている。
For this reason, the effect of the standing wave effect also differs depending on the position on the wafer, and it is impossible to form a wiring having a desired line width. Therefore, as one method of reducing the standing wave effect, a method of forming an antireflection film under a photoresist has been considered. As the anti-reflection film, an organic anti-reflection film that can contain a dye that absorbs light having the wavelength used in the exposure step and can completely prevent reflection from the base is often used. ing.

【0004】一方、フォトレジスト下に反射防止膜を形
成すると、フォトレジストをマスクにした下地のエッチ
ングに先立って反射防止膜をパターニングする必要があ
る。有機系反射防止膜を加工するためには酸素を含むガ
スが主に用いられているが、フォトリソグラフィでパタ
ーニングされたフォトレジストと有機系反射防止膜との
変換差を少なくするために、塩素を含むガスを用いるこ
とが提案されている(第57回応用物理学会学術講演会
講演予稿集No.2 p.483講演番号7a-T-1)。
On the other hand, when an anti-reflection film is formed under a photoresist, it is necessary to pattern the anti-reflection film prior to etching a base using the photoresist as a mask. Gas containing oxygen is mainly used for processing the organic anti-reflection film.However, in order to reduce the conversion difference between the photoresist patterned by photolithography and the organic anti-reflection film, chlorine is used. It has been proposed to use a gas containing gas (Preprint of the 57th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, No.2 p.483, Lecture No. 7a-T-1).

【0005】図4は、この様なガスを用いて有機系反射
防止膜及び多結晶Si膜をパターニングする本願の発明
の一従来例を示している。この一従来例では、図4
(a)に示す様に、Siウェハ11上にSiO2 膜12
と不純物してリンを含む多結晶Si膜13とを順次に形
成し、有機系反射防止膜14(例えば、Brewer Science
社製のDUV-18)を平坦部における厚さが150nmにな
る様に多結晶Si膜13上に回転塗布する。
FIG. 4 shows a conventional example of the present invention in which an organic antireflection film and a polycrystalline Si film are patterned by using such a gas. In this conventional example, FIG.
As shown in (a), a SiO 2 film 12 is formed on a Si wafer 11.
And a polycrystalline Si film 13 containing phosphorus as an impurity are sequentially formed, and an organic antireflection film 14 (for example, Brewer Science) is formed.
DUV-18) is spin-coated on the polycrystalline Si film 13 so that the flat portion has a thickness of 150 nm.

【0006】そして、有機系反射防止膜14上にフォト
レジスト15を塗布し、エキシマレーザ光を照射する縮
小投影露光装置を用いた露光及び現像によって、幅が
0.25μmのパターンにフォトレジスト15を加工す
る。その後、図4(b)に示す様に、ECR型のエッチ
ング装置を用いて、下記の条件で、有機系反射防止膜1
4をエッチングする。
Then, a photoresist 15 is coated on the organic antireflection film 14, and the photoresist 15 is formed into a pattern having a width of 0.25 μm by exposure and development using a reduction projection exposure apparatus for irradiating an excimer laser beam. Process. Thereafter, as shown in FIG. 4B, the organic anti-reflection film 1 was formed using an ECR type etching apparatus under the following conditions.
4 is etched.

【0007】 ガス :O2 /Cl2 =40/40SCCM 圧力 :1.0Pa マイクロ波出力:1200W 高周波バイアス:100W(800kHz) ウェハ温度 :−20℃ エッチング量 :200nmGas: O 2 / Cl 2 = 40/40 SCCM Pressure: 1.0 Pa Microwave output: 1200 W High frequency bias: 100 W (800 kHz) Wafer temperature: −20 ° C. Etching amount: 200 nm

【0008】次に、図4(c)に示す様に、有機系反射
防止膜14をエッチングしたECR型のエッチング装置
からSiウェハ11を取り出し、図4(d)に示す様
に、別のECR型のエッチング装置を用いて、下記の条
件で、フォトレジスト15をマスクにして多結晶Si膜
13をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 4C, the Si wafer 11 is taken out from the ECR type etching apparatus in which the organic anti-reflection film 14 is etched, and another ECR is formed as shown in FIG. The polycrystalline Si film 13 is etched using a photoresist 15 as a mask under the following conditions using a mold type etching apparatus.

【0009】 ガス :O2 /Cl2 =2/150SCCM 圧力 :1.0Pa マイクロ波出力:1200W 高周波バイアス:100W(800kHz) ウェハ温度 :−20℃Gas: O 2 / Cl 2 = 2/150 SCCM Pressure: 1.0 Pa Microwave output: 1200 W High frequency bias: 100 W (800 kHz) Wafer temperature: −20 ° C.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図4(b)
に示した様に、有機系反射防止膜14をオーバエッチン
グ中に下地の多結晶Si膜13がスパッタされて、有機
系反射防止膜14及びフォトレジスト15の側面に反応
生成物16が付着する。そして、図4(d)に示した様
に、反応生成物16も多結晶Si膜13をエッチングす
る際のマスクとして作用する。
However, FIG. 4 (b)
As shown in (1), the underlying polycrystalline Si film 13 is sputtered while the organic anti-reflection film 14 is over-etched, and the reaction product 16 adheres to the side surfaces of the organic anti-reflection film 14 and the photoresist 15. Then, as shown in FIG. 4D, the reaction product 16 also functions as a mask when the polycrystalline Si film 13 is etched.

【0011】しかも、多結晶Si膜13をエッチングす
るためのECR型のエッチング装置へSiウェハ11を
移送するために、有機系反射防止膜14をエッチングし
たECR型のエッチング装置からSiウェハ11を大気
中に取り出すと、図4(c)に示した様に、反応生成物
16中の塩素と大気中の水分とが反応して、反応生成物
16の体積が膨張する。
Further, in order to transfer the Si wafer 11 to an ECR type etching apparatus for etching the polycrystalline Si film 13, the Si wafer 11 is removed from the ECR type etching apparatus in which the organic antireflection film 14 is etched. When taken out, the chlorine in the reaction product 16 reacts with the moisture in the atmosphere as shown in FIG. 4C, and the volume of the reaction product 16 expands.

【0012】このため、図4(d)に示した様に、多結
晶Si膜13の幅がフォトレジスト15の幅よりも大幅
に広くなって、配線間の短絡等が生じる可能性がある。
しかも、図4(d)の状態の平面図である図5に示す様
に、反応生成物16の体積は均一には膨張しないので、
多結晶Si膜13の幅も不均一になる。このため、図4
に示した一従来例では、信頼性及び特性の優れた半導体
装置を製造することが困難であった。
For this reason, as shown in FIG. 4D, the width of the polycrystalline Si film 13 is significantly larger than the width of the photoresist 15, and a short circuit between wirings may occur.
Moreover, as shown in FIG. 5 which is a plan view in the state of FIG. 4D, the volume of the reaction product 16 does not expand uniformly,
The width of the polycrystalline Si film 13 also becomes non-uniform. For this reason, FIG.
In the conventional example shown in (1), it was difficult to manufacture a semiconductor device having excellent reliability and characteristics.

【0013】従って、本願の発明は、有機膜に形成した
パターンに近いパターンを下地に転写することができ、
有機膜の下地に所望のパターンを形成することができ
て、信頼性及び特性の優れた半導体装置を製造すること
ができるパターンの形成方法を提供することを目的とし
ている。
Therefore, according to the invention of the present application, a pattern close to the pattern formed on the organic film can be transferred to the base,
It is an object of the present invention to provide a pattern forming method capable of forming a desired pattern on a base of an organic film and manufacturing a semiconductor device having excellent reliability and characteristics.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に係るパターン
の形成方法は、ハロゲン元素を含むガスを用いたエッチ
ングで有機膜にパターンを形成した後、前記有機膜の下
地に前記パターンを転写するパターンの形成方法におい
て、水分を含む雰囲気に前記パターンを曝す前に、水分
透過阻止能を有する被覆膜で前記パターン及び前記下地
を被覆することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method, wherein a pattern is formed on an organic film by etching using a gas containing a halogen element, and then the pattern is transferred to a base of the organic film. The method for forming a pattern is characterized in that before exposing the pattern to an atmosphere containing moisture, the pattern and the underlayer are covered with a coating film having a moisture permeation inhibiting ability.

【0015】請求項2に係るパターンの形成方法は、請
求項1に係るパターンの形成方法において、前記被覆膜
として有機系被覆膜を用いることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the method for forming a pattern according to the first aspect, an organic coating film is used as the coating film.

【0016】請求項3に係るパターンの形成方法は、請
求項2に係るパターンの形成方法において、ハイドロカ
ーボンガスを原料として前記有機系被覆膜を形成するこ
とを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the pattern forming method of the second aspect, the organic coating film is formed using a hydrocarbon gas as a raw material.

【0017】請求項4に係るパターンの形成方法は、請
求項3に係るパターンの形成方法において、前記ハイド
ロカーボンガスとしてCH4 ガスを用いることを特徴と
している。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern forming method of the third aspect, a CH 4 gas is used as the hydrocarbon gas.

【0018】請求項5に係るパターンの形成方法は、請
求項2に係るパターンの形成方法において、フルオロカ
ーボンガスを原料として前記有機系被覆膜を形成するこ
とを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pattern forming method of the second aspect, the organic coating film is formed using a fluorocarbon gas as a raw material.

【0019】請求項6に係るパターンの形成方法は、請
求項5に係るパターンの形成方法において、前記フルオ
ロカーボンガスとしてCHF3 ガス、CH2 2 ガスま
たはCH3 Fガスの何れかを用いることを特徴としてい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the pattern forming method of the fifth aspect, any one of CHF 3 gas, CH 2 F 2 gas, and CH 3 F gas is used as the fluorocarbon gas. Features.

【0020】この様に、請求項1〜6に係るパターンの
形成方法では、水分透過阻止能を有する被覆膜でパター
ン及び下地を被覆しているので、ハロゲン元素と下地材
料との反応生成物がパターンに付着していても、外部か
ら反応生成物まで水分が侵入しない。このため、有機膜
の下地にパターンを転写する前に、水分を含む雰囲気に
パターンを曝しても、パターンに付着している反応生成
物においてハロゲン元素と水分との反応による体積の膨
張がない。
As described above, in the pattern forming method according to any one of the first to sixth aspects, since the pattern and the base are covered with the coating film having a moisture permeation inhibiting ability, the reaction product of the halogen element and the base material is formed. Even if is attached to the pattern, moisture does not enter the reaction product from the outside. Therefore, even if the pattern is exposed to an atmosphere containing moisture before the pattern is transferred to the underlayer of the organic film, the reaction product attached to the pattern does not expand in volume due to the reaction between the halogen element and moisture.

【0021】請求項7に係るパターンの形成方法は、請
求項1に係るパターンの形成方法において、前記被覆膜
による前記被覆の代わりに、加熱を行いつつ前記ハロゲ
ン元素を水素と反応させることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for forming a pattern according to the first aspect, the halogen element is reacted with hydrogen while heating instead of the coating with the coating film. Features.

【0022】請求項8に係るパターンの形成方法は、請
求項7に係るパターンの形成方法において、H2 ガス、
アルコールガスまたはアンモニアガスの何れかを用いて
前記反応を行わせることを特徴としている。
The method for forming a pattern according to claim 8, in the pattern forming method according to claim 7, H 2 gas,
The reaction is performed using either alcohol gas or ammonia gas.

【0023】請求項9に係るパターンの形成方法は、請
求項8に係るパターンの形成方法において、希ガスまた
はN2 ガスの何れかを希釈ガスとして用いることを特徴
としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the pattern forming method of the eighth aspect, either the rare gas or the N 2 gas is used as a diluent gas.

【0024】この様に、請求項7〜9に係るパターンの
形成方法では、加熱を行いつつハロゲン元素を水素と反
応させているので、ハロゲン元素と下地材料との反応生
成物がパターンに付着していても、ハロゲン元素と水素
との化合物が効果的に脱離して、反応生成物からハロゲ
ン元素が除去される。このため、有機膜の下地にパター
ンを転写する前に、水分を含む雰囲気にパターンを曝し
ても、パターンに付着している反応生成物においてハロ
ゲン元素と水分との反応による体積の膨張がない。
As described above, in the pattern forming method according to claims 7 to 9, since the halogen element is reacted with hydrogen while heating, the reaction product of the halogen element and the base material adheres to the pattern. However, the compound of the halogen element and hydrogen is effectively eliminated, and the halogen element is removed from the reaction product. Therefore, even if the pattern is exposed to an atmosphere containing moisture before the pattern is transferred to the underlayer of the organic film, the reaction product attached to the pattern does not expand in volume due to the reaction between the halogen element and moisture.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、有機系反射防止膜及び多結
晶Si膜のパターニングに適用した本願の発明の第1及
び第2実施形態を、図1〜3を参照しながら説明する。
図1が第1実施形態を示しているが、この第1実施形態
を説明する前に、第1及び第2実施形態で使用する高周
波バイアス印加型プラズマエッチング装置を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, first and second embodiments of the present invention applied to patterning of an organic antireflection film and a polycrystalline Si film will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a first embodiment. Before describing the first embodiment, a high-frequency bias application type plasma etching apparatus used in the first and second embodiments will be described.

【0026】図2に示す様に、この装置では、ECR型
のエッチング室21とマイクロ波ダウンフロー型の表面
処理室22とがゲートバルブ23で接続されている。エ
ッチング室21のマグネトロン24で生成されたマイク
ロ波が導波管25中を通って石英ベルジャ26内へ入射
し、電磁石27で形成された磁場とマイクロ波との相互
作用によってECR放電が発生して、石英ベルジャ26
内でプラズマが発生する。
As shown in FIG. 2, in this apparatus, an ECR type etching chamber 21 and a microwave downflow type surface processing chamber 22 are connected by a gate valve 23. Microwaves generated by the magnetron 24 in the etching chamber 21 pass through the waveguide 25 and enter the quartz bell jar 26, and the interaction between the magnetic field formed by the electromagnet 27 and the microwaves generates an ECR discharge. , Quartz bell jar 26
Plasma is generated in the inside.

【0027】Siウェハ11はステージ28上に静電チ
ャック31またはクランプで固定され、バイアス発生機
32で周波数800kHzのバイアス電圧がSiウェハ
11に印加されることで、プラズマ中のイオン種がSi
ウェハ11の表面に入射して、エッチングが行われる。
The Si wafer 11 is fixed on a stage 28 by an electrostatic chuck 31 or a clamp, and a bias voltage of 800 kHz is applied to the Si wafer 11 by a bias generator 32, so that the ion species in the plasma is reduced to Si.
The light enters the surface of the wafer 11 and is etched.

【0028】表面処理室22でも、マグネトロン33で
生成されたマイクロ波が導波管34中を通って石英ベル
ジャ35内へ入射し、この石英ベルジャ35とアルミニ
ウム製のパンチングメタル36とに囲まれている範囲で
マイクロ波放電が発生する。このマイクロ波放電で発生
したプラズマ中のラジカル種がステージ37上のSiウ
ェハ11の表面に到達して、表面処理が行われる。
Also in the surface treatment chamber 22, the microwave generated by the magnetron 33 enters the quartz bell jar 35 through the waveguide 34 and is surrounded by the quartz bell jar 35 and the punching metal 36 made of aluminum. Microwave discharge occurs in the range of The radical species in the plasma generated by the microwave discharge reach the surface of the Si wafer 11 on the stage 37, and the surface treatment is performed.

【0029】図1(a)(b)に示す様に、第1実施形
態でも、図2に示した装置のエッチング室21中で既述
の一従来例と同じ条件で有機系反射防止膜14をエッチ
ングするまでは、一従来例と実質的に同様の工程を実行
する。従って、この第1実施形態でも、有機系反射防止
膜14をオーバエッチング中に下地の多結晶Si膜13
がスパッタされて、有機系反射防止膜14及びフォトレ
ジスト15の側面に反応生成物16が付着する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, also in the first embodiment, the organic antireflection film 14 is formed in the etching chamber 21 of the apparatus shown in FIG. Until the etching is performed, substantially the same steps as those in the conventional example are performed. Therefore, also in the first embodiment, the underlying polycrystalline Si film 13 is formed while the organic antireflection film 14 is being over-etched.
Is sputtered, and a reaction product 16 adheres to the side surfaces of the organic antireflection film 14 and the photoresist 15.

【0030】しかし、この第1実施形態では、その後、
ゲートバルブ23を介して搬送系(図示せず)で表面処
理室22内のステージ37上までSiウェハ11を搬送
し、この表面処理室22内で下記の条件の放電を行う。
However, in the first embodiment,
The Si wafer 11 is transferred to a stage 37 in the surface treatment chamber 22 by a transfer system (not shown) via the gate valve 23, and discharge under the following conditions is performed in the surface treatment chamber 22.

【0031】 ガス :CHF3 =40SCCM 圧力 :90Pa マイクロ波出力:1000W ウェハ温度 :25℃ 処理時間 :15秒Gas: CHF 3 = 40 SCCM Pressure: 90 Pa Microwave output: 1000 W Wafer temperature: 25 ° C. Processing time: 15 seconds

【0032】この結果、図1(c)に示す様に、厚さ2
0nm程度のフルオロカーボンポリマー膜38が全面に
形成される。その後、図1(d)に示す様に、ECR型
のエッチング装置を用いて、既述の一従来例と同じ条件
で、フォトレジスト15をマスクにして多結晶Si膜1
3をエッチングする。
As a result, as shown in FIG.
A fluorocarbon polymer film 38 of about 0 nm is formed on the entire surface. Thereafter, as shown in FIG. 1D, the polycrystalline Si film 1 is etched using an ECR type etching apparatus under the same conditions as in the above-described conventional example, using the photoresist 15 as a mask.
3 is etched.

【0033】以上の様な第1実施形態では、図2に示し
た装置のエッチング室21と表面処理室22とがゲート
バルブ23で接続されているので、エッチング室21で
有機系反射防止膜14をエッチングした後、表面処理室
22でフルオロカーボンポリマー膜38を形成するま
で、Siウェハ11は大気に曝されない。
In the first embodiment as described above, since the etching chamber 21 and the surface treatment chamber 22 of the apparatus shown in FIG. 2 are connected by the gate valve 23, the organic antireflection film 14 is formed in the etching chamber 21. After etching, the Si wafer 11 is not exposed to the atmosphere until the fluorocarbon polymer film 38 is formed in the surface treatment chamber 22.

【0034】しかも、多結晶Si膜13をエッチングす
るためのECR型のエッチング装置へSiウェハ11を
移送するために、図2に示した装置からSiウェハ11
を大気中に取り出しても、フルオロカーボンポリマー膜
38によって水分の透過が阻止されていて、大気中の水
分が反応生成物16まで侵入しない。
Further, in order to transfer the Si wafer 11 to an ECR type etching apparatus for etching the polycrystalline Si film 13, the Si wafer 11 is transferred from the apparatus shown in FIG.
Even if is taken out into the atmosphere, the permeation of moisture is prevented by the fluorocarbon polymer film 38, so that moisture in the atmosphere does not enter the reaction product 16.

【0035】このため、図1(c)に示した様に、反応
生成物16中の塩素と大気中の水分とが反応しなくて、
反応生成物16の体積も膨張しない。従って、図1
(d)に示した様に、フォトレジスト15に形成したパ
ターンに近いパターンを多結晶Si膜13に転写するこ
とができる。
Therefore, as shown in FIG. 1 (c), chlorine in the reaction product 16 does not react with moisture in the atmosphere.
The volume of the reaction product 16 does not expand. Therefore, FIG.
As shown in (d), a pattern close to the pattern formed on the photoresist 15 can be transferred to the polycrystalline Si film 13.

【0036】なお、以上の第1実施形態では、フルオロ
カーボンポリマー膜38を形成するためにCHF3 ガス
を用いているが、CHF3 ガスの代わりにCH2 2
スやCH3 Fガス等の他のフルオロカーボンガスを用い
てもよい。また、CH4 ガス等のハイドロカーボンガス
を用いて、フルオロカーボンポリマー膜38の代わりに
ハイドロカーボンポリマー膜を形成してもよい。
In the first embodiment, the CHF 3 gas is used to form the fluorocarbon polymer film 38. However, instead of the CHF 3 gas, other gases such as CH 2 F 2 gas and CH 3 F gas are used. May be used. Further, a hydrocarbon polymer film may be formed instead of the fluorocarbon polymer film 38 using a hydrocarbon gas such as a CH 4 gas.

【0037】また、2つ以上の炭素を含むガスを用いて
カーボンポリマー膜を形成してもよく、カーボンポリマ
ー膜の代わりに他の有機系被覆膜を形成してもよい。更
に、水分の透過を阻止することができれば、無機系被覆
膜を有機系被覆膜の代わりに形成してもよい。
Further, a carbon polymer film may be formed using a gas containing two or more carbons, and another organic coating film may be formed instead of the carbon polymer film. Furthermore, an inorganic coating film may be formed instead of an organic coating film as long as the transmission of moisture can be prevented.

【0038】図3が、第2実施形態を示している。この
第2実施形態も、図1(b)に示した様に有機系反射防
止膜14をエッチングして有機系反射防止膜14及びフ
ォトレジスト15の側面に反応生成物16が付着してい
る状態で、表面処理室22内で下記の条件の放電を行う
ことを除いて、図1に示した第1実施形態と実質的に同
様の工程を実行する。
FIG. 3 shows a second embodiment. Also in the second embodiment, as shown in FIG. 1B, the organic anti-reflection film 14 is etched and the reaction products 16 adhere to the side surfaces of the organic anti-reflection film 14 and the photoresist 15. Then, substantially the same steps as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are executed, except that a discharge under the following conditions is performed in the surface treatment chamber 22.

【0039】 ガス :H2 /Ar=5/100SCCM 圧力 :90Pa マイクロ波出力:1000W ウェハ温度 :80℃ 処理時間 :15秒Gas: H 2 / Ar = 5/100 SCCM Pressure: 90 Pa Microwave output: 1000 W Wafer temperature: 80 ° C. Processing time: 15 seconds

【0040】上述の放電で発生した水素ラジカルと、反
応生成物16の表面を含むSiウェハ11の表面に残留
している塩素とは、下記の様に反応して塩化水素にな
る。 H+Cl→HCl↑
The hydrogen radicals generated by the above discharge and chlorine remaining on the surface of the Si wafer 11 including the surface of the reaction product 16 react as described below to form hydrogen chloride. H + Cl → HCl ↑

【0041】塩化水素は、沸点が低くて蒸気圧が高いの
で、Siウェハ11の表面から脱離し易い。しかも、上
記の条件から明らかな様に室温よりも高い温度にSiウ
ェハ11を加熱しているので、Siウェハ11の表面か
ら塩化水素が効果的に脱離して、Siウェハ11の表面
から塩素が殆ど除去される。
Since hydrogen chloride has a low boiling point and a high vapor pressure, hydrogen chloride is easily desorbed from the surface of the Si wafer 11. Moreover, since the Si wafer 11 is heated to a temperature higher than room temperature, as is apparent from the above conditions, hydrogen chloride is effectively desorbed from the surface of the Si wafer 11 and chlorine is removed from the surface of the Si wafer 11. Almost removed.

【0042】このため、この第2実施形態では、多結晶
Si膜13をエッチングするためのECR型のエッチン
グ装置へSiウェハ11を移送するために、図2に示し
た装置からSiウェハ11を大気中に取り出しても、図
3(a)に示す様に、反応生成物16中の塩素と大気中
の水分とが反応することによる反応生成物16の体積の
膨張がない。従って、図3(b)に示す様に、フォトレ
ジスト15に形成したパターンに近いパターンを多結晶
Si膜13に転写することができる。
Therefore, in the second embodiment, in order to transfer the Si wafer 11 to an ECR type etching apparatus for etching the polycrystalline Si film 13, the Si wafer 11 is removed from the apparatus shown in FIG. 3A, there is no expansion of the volume of the reaction product 16 due to the reaction between chlorine in the reaction product 16 and moisture in the atmosphere, as shown in FIG. Accordingly, a pattern close to the pattern formed on the photoresist 15 can be transferred to the polycrystalline Si film 13 as shown in FIG.

【0043】なお、以上の第2実施形態では、H2 とA
rとの混合ガスを用いて塩素との反応を行わせたが、C
3 OHガス、C2 5 OHガス等のアルコールガスや
アンモニアガス等の水素を含むガスをH2 ガスの代わり
に用いてもよい。また、Heガス、Neガス等の希ガス
やN2 ガス等をArガスの代わりの希釈ガスとして用い
てもよく、更に、希釈ガスは必ずしも用いなくてもよ
い。
In the second embodiment, H 2 and A
The reaction with chlorine was carried out using a mixed gas with
A gas containing hydrogen, such as an alcohol gas such as H 3 OH gas or C 2 H 5 OH gas or an ammonia gas, may be used instead of the H 2 gas. In addition, a rare gas such as He gas or Ne gas, N 2 gas, or the like may be used as a diluent gas instead of Ar gas, and the diluent gas may not be necessarily used.

【0044】また、水素と塩素との反応を行わせる際に
Siウェハ11を80℃に加熱したが、フォトレジスト
15の組成を変質させないために、フォトレジスト15
中の樹脂のガラス転移温度以下で且つできるだけ高い温
度に加熱することが効果的であり、60〜120℃の範
囲の温度に加熱することが好ましい。
Further, the Si wafer 11 was heated to 80 ° C. when the reaction between hydrogen and chlorine was performed. However, in order to prevent the composition of the photoresist 15 from being altered, the photoresist 15 was heated.
It is effective to heat to a temperature as high as possible below the glass transition temperature of the resin in it, and preferably to a temperature in the range of 60 to 120 ° C.

【0045】また、以上の第1及び第2実施形態では塩
素を含むガスを用いて有機系反射防止膜14をパターニ
ングしているが、塩素以外のハロゲン元素を含むガスを
用いて有機系反射防止膜14をエッチングする場合にも
本願の発明を適用することができ、有機系反射防止膜1
4以外の有機膜をエッチングする場合にも本願の発明を
適用することができる。
In the first and second embodiments, the organic antireflection film 14 is patterned using a gas containing chlorine. However, the organic antireflection film 14 is formed using a gas containing a halogen element other than chlorine. The present invention can be applied to the case where the film 14 is etched.
The invention of the present application can also be applied to the case where an organic film other than 4 is etched.

【0046】また、以上の第1及び第2実施形態ではフ
ォトレジスト15をマスクにして多結晶Si膜13をパ
ターニングしているが、WSi2 膜、CoSi2 膜、T
iSi2 膜等のシリサイド膜や、多結晶Si膜上にシリ
サイド膜が積層されて成るポリサイド膜や、SiO
2 膜、Si3 4 膜、W膜、Al膜、Ti膜、TiN膜
等のパターニングにも本願の発明を適用することができ
る。
In the first and second embodiments described above, the polycrystalline Si film 13 is patterned using the photoresist 15 as a mask, but the WSi 2 film, CoSi 2 film,
a silicide film such as an iSi 2 film, a polycide film in which a silicide film is laminated on a polycrystalline Si film,
The invention of the present application can also be applied to patterning of two films, Si 3 N 4 films, W films, Al films, Ti films, TiN films, and the like.

【0047】更に、以上の第1及び第2実施形態で用い
た図2の装置はECR型のエッチング室21とマイクロ
波ダウンフロー型の表面処理室22とを有しているが、
平行平板RIE室や誘導結合プラズマエッチング室等を
エッチング室21としてもよく、平行平板RIE室やプ
ラズマエッチング室や誘導結合プラズマエッチング室等
を表面処理室22としてもよい。また、エッチング室2
1と表面処理室22とを同一室にしてもよい。
Further, the apparatus shown in FIG. 2 used in the above first and second embodiments has an ECR type etching chamber 21 and a microwave downflow type surface treatment chamber 22.
The parallel plate RIE chamber, the inductively coupled plasma etching chamber, or the like may be used as the etching chamber 21, and the parallel plate RIE room, the plasma etching chamber, the inductively coupled plasma etching chamber, or the like may be used as the surface treatment chamber 22. Also, etching chamber 2
1 and the surface treatment chamber 22 may be the same chamber.

【0048】[0048]

【発明の効果】本願の発明に係るパターンの形成方法で
は、有機膜の下地にパターンを転写する前に、水分を含
む雰囲気にパターンを曝しても、パターンに付着してい
る反応生成物においてハロゲン元素と水分との反応によ
る体積の膨張がない。従って、有機膜に形成したパター
ンに近いパターンを下地に転写することができ、有機膜
の下地に所望のパターンを形成することができて、信頼
性及び特性の優れた半導体装置を製造することができ
る。
According to the pattern forming method of the present invention, even if the pattern is exposed to an atmosphere containing moisture before the pattern is transferred to the underlayer of the organic film, the reaction product adhering to the pattern has a halogen. There is no volume expansion due to the reaction between elements and moisture. Therefore, a pattern close to the pattern formed on the organic film can be transferred to the base, a desired pattern can be formed on the base of the organic film, and a semiconductor device having excellent reliability and characteristics can be manufactured. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願の発明の第1実施形態を工程順に示す側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本願の発明の第1及び第2実施形態で使用する
装置の模式的な側面図である。
FIG. 2 is a schematic side view of an apparatus used in the first and second embodiments of the present invention.

【図3】本願の発明の第2実施形態の後半の工程を順次
に示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view sequentially showing the second half of the steps of the second embodiment of the present invention.

【図4】本願の発明の一従来例を工程順に示す側断面図
である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a conventional example of the invention of the present application in the order of steps.

【図5】図4(d)の状態の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the state shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 多結晶Si膜(下地) 14 有機系反射防
止膜(有機膜) 38 フルオロカーボンポリマー膜(被覆膜)
13 Polycrystalline Si film (underlying) 14 Organic antireflection film (organic film) 38 Fluorocarbon polymer film (coating film)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハロゲン元素を含むガスを用いたエッチ
ングで有機膜にパターンを形成した後、前記有機膜の下
地に前記パターンを転写するパターンの形成方法におい
て、 水分を含む雰囲気に前記パターンを曝す前に、水分透過
阻止能を有する被覆膜で前記パターン及び前記下地を被
覆することを特徴とするパターンの形成方法。
1. A method for forming a pattern on an organic film by etching using a gas containing a halogen element, and then transferring the pattern to a base of the organic film, exposing the pattern to an atmosphere containing moisture. A method for forming a pattern, characterized in that the pattern and the base are covered with a coating film having a moisture permeation inhibiting ability.
【請求項2】 前記被覆膜として有機系被覆膜を用いる
ことを特徴とする請求項1記載のパターンの形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein an organic coating film is used as said coating film.
【請求項3】 ハイドロカーボンガスを原料として前記
有機系被覆膜を形成することを特徴とする請求項2記載
のパターンの形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 2, wherein said organic coating film is formed by using a hydrocarbon gas as a raw material.
【請求項4】 前記ハイドロカーボンガスとしてCH4
ガスを用いることを特徴とする請求項3記載のパターン
の形成方法。
4. A gas comprising CH 4 as the hydrocarbon gas.
4. The pattern forming method according to claim 3, wherein a gas is used.
【請求項5】 フルオロカーボンガスを原料として前記
有機系被覆膜を形成することを特徴とする請求項2記載
のパターンの形成方法。
5. The pattern forming method according to claim 2, wherein the organic coating film is formed using a fluorocarbon gas as a raw material.
【請求項6】 前記フルオロカーボンガスとしてCHF
3 ガス、CH2 2ガスまたはCH3 Fガスの何れかを
用いることを特徴とする請求項5記載のパターンの形成
方法。
6. The fluorocarbon gas as CHF
6. The pattern forming method according to claim 5, wherein any one of three gases, CH 2 F 2 gas or CH 3 F gas is used.
【請求項7】 前記被覆膜による前記被覆の代わりに、
加熱を行いつつ前記ハロゲン元素を水素と反応させるこ
とを特徴とする請求項1記載のパターンの形成方法。
7. Instead of said coating with said coating film,
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the halogen element is reacted with hydrogen while heating.
【請求項8】 H2 ガス、アルコールガスまたはアンモ
ニアガスの何れかを用いて前記反応を行わせることを特
徴とする請求項7記載のパターンの形成方法。
8. The pattern forming method according to claim 7, wherein the reaction is performed using any one of H 2 gas, alcohol gas and ammonia gas.
【請求項9】 希ガスまたはN2 ガスの何れかを希釈ガ
スとして用いることを特徴とする請求項8記載のパター
ンの形成方法。
9. The pattern forming method according to claim 8, wherein one of a rare gas and an N 2 gas is used as a diluent gas.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417083B1 (en) 1998-11-13 2002-07-09 Seiko Epson Corporation Methods for manufacturing semiconductor devices
US6537906B1 (en) 1998-11-13 2003-03-25 Seiko Epson Corporation Methods for fabricating semiconductor devices
US6960533B2 (en) 2000-02-25 2005-11-01 Hitachi, Ltd. Method of processing a sample surface having a masking material and an anti-reflective film using a plasma
JP2010263132A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Hitachi High-Technologies Corp Dry etching method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417083B1 (en) 1998-11-13 2002-07-09 Seiko Epson Corporation Methods for manufacturing semiconductor devices
US6537906B1 (en) 1998-11-13 2003-03-25 Seiko Epson Corporation Methods for fabricating semiconductor devices
US6960533B2 (en) 2000-02-25 2005-11-01 Hitachi, Ltd. Method of processing a sample surface having a masking material and an anti-reflective film using a plasma
JP2010263132A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Hitachi High-Technologies Corp Dry etching method

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