JPH1083989A - パターン形成方法 - Google Patents
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- JPH1083989A JPH1083989A JP9159731A JP15973197A JPH1083989A JP H1083989 A JPH1083989 A JP H1083989A JP 9159731 A JP9159731 A JP 9159731A JP 15973197 A JP15973197 A JP 15973197A JP H1083989 A JPH1083989 A JP H1083989A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフローされた絶縁膜の上に化学増幅型レジ
ストよりなるパターンを形成する場合に、裾ひき又は食
い込みのない良好な形状のレジストパターンが形成され
るようにする。 【解決手段】 半導体基板１１の上にＢＰＳＧ膜１２を
形成した後、Ａｒガス１３を流しつつＢＰＳＧ膜１２を
リフローする。次にＢＰＳＧ膜１２の上に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜１５を形成した後、マスク
１６を介してＫｒＦエキシマレーザ１７を照射してレジ
スト膜１５に露光する。ＢＰＳＧ膜１２の表面には孤立
電子対が存在しないためレジスト膜１５中の酸が失活せ
ず酸触媒による反応が均一に起きるので、レジスト膜１
５を現像すると裾ひきのない良好な形状のレジストパタ
ーン１８が得られる。
ストよりなるパターンを形成する場合に、裾ひき又は食
い込みのない良好な形状のレジストパターンが形成され
るようにする。 【解決手段】 半導体基板１１の上にＢＰＳＧ膜１２を
形成した後、Ａｒガス１３を流しつつＢＰＳＧ膜１２を
リフローする。次にＢＰＳＧ膜１２の上に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜１５を形成した後、マスク
１６を介してＫｒＦエキシマレーザ１７を照射してレジ
スト膜１５に露光する。ＢＰＳＧ膜１２の表面には孤立
電子対が存在しないためレジスト膜１５中の酸が失活せ
ず酸触媒による反応が均一に起きるので、レジスト膜１
５を現像すると裾ひきのない良好な形状のレジストパタ
ーン１８が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造工
程のリソグラフィプロセスにおけるパターン形成方法に
関する。
程のリソグラフィプロセスにおけるパターン形成方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ及びＬＳＩ等の半導体装置の
製造工程の微細パターン形成工程においては、加工寸法
の微細化に伴い、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等の短
波長光源を利用したリソグラフィプロセスの開発が進め
られている。短波長光源によるリソグラフィプロセスで
は、一般に、化学増幅という概念を導入した化学増幅型
レジストが使用されている。
製造工程の微細パターン形成工程においては、加工寸法
の微細化に伴い、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等の短
波長光源を利用したリソグラフィプロセスの開発が進め
られている。短波長光源によるリソグラフィプロセスで
は、一般に、化学増幅という概念を導入した化学増幅型
レジストが使用されている。
【０００３】化学増幅型レジストとは、エネルギービー
ムが照射されると酸を発生する酸発生剤と酸により反応
する化合物とを含む多成分系物質からなり、酸触媒によ
る反応を用いて現像液に対する溶解特性を変化させるこ
とにより微細なレジストパターンを形成するためのもの
である。
ムが照射されると酸を発生する酸発生剤と酸により反応
する化合物とを含む多成分系物質からなり、酸触媒によ
る反応を用いて現像液に対する溶解特性を変化させるこ
とにより微細なレジストパターンを形成するためのもの
である。
【０００４】以下、従来のパターンの形成方法について
図６（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００５】まず、図６（ａ）に示すように、半導体基
板１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２を７００ｎｍ堆積
した後、不活性ガスであるＮ2 ガス３を流しつつ８５０
℃の温度下で熱処理を行ない、ＢＰＳＧ膜２をリフロー
する。このとき、ＢＰＳＧ膜２の表面部には、Ｎ2 ガス
により窒化層２ａが形成される。
板１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２を７００ｎｍ堆積
した後、不活性ガスであるＮ2 ガス３を流しつつ８５０
℃の温度下で熱処理を行ない、ＢＰＳＧ膜２をリフロー
する。このとき、ＢＰＳＧ膜２の表面部には、Ｎ2 ガス
により窒化層２ａが形成される。
【０００６】次に、図６（ｂ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例え
ば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布した
後にプリベーキングを行なってレジスト膜５を形成す
る。
膜２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例え
ば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布した
後にプリベーキングを行なってレジスト膜５を形成す
る。
【０００７】次に、図６（ｃ）に示すように、マスク６
を用いてＫｒＦエキシマレーザ７による露光を行なった
後、露光後ベーキングを行なう。
を用いてＫｒＦエキシマレーザ７による露光を行なった
後、露光後ベーキングを行なう。
【０００８】次に、図６（ｄ）に示すように、レジスト
膜５に対してアルカリ水溶液により現像を行なって、レ
ジストパターン８を得る。
膜５に対してアルカリ水溶液により現像を行なって、レ
ジストパターン８を得る。
【０００９】この場合、レジスト膜５の露光部において
化学増幅型レジストから発生した酸による化合物の分解
反応が進行する。すなわち、酸触媒による反応によりア
ルカリ溶解特性が変化することによって、微細なレジス
トパターンが形成される。
化学増幅型レジストから発生した酸による化合物の分解
反応が進行する。すなわち、酸触媒による反応によりア
ルカリ溶解特性が変化することによって、微細なレジス
トパターンが形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＢＰＳＧ膜
２の上にポジ型の化学増幅型レジストを用いてレジスト
パターンを形成する場合には、図６（ｄ）に示すように
レジストパターン８に裾ひきが生じて、良好な形状のレ
ジストパターンを形成することができないという問題が
発生する。すなわち、ＢＰＳＧ膜２等のリフロー性を有
する絶縁膜を堆積させた後平坦化のために８００℃〜９
００℃前後の温度下でＮ2 ガスを流して熱処理を行なっ
て絶縁膜をリフローし、リフローされた絶縁膜の上にポ
ジ型の化学増幅型レジストよりなるレジストパターン８
を形成すると、レジストパターン８に裾ひきが発生して
良好な形状を持つレジストパターンを形成することがで
きない。また、ネガ型の化学増幅型レジストよりなるレ
ジストパターン８を形成すると、レジストパターン８に
食い込みが発生して良好な形状を持つレジストパターン
を形成することができない。このため、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの形状や解像性が劣化し
て、後の工程が悪影響を受けるという問題がある。
２の上にポジ型の化学増幅型レジストを用いてレジスト
パターンを形成する場合には、図６（ｄ）に示すように
レジストパターン８に裾ひきが生じて、良好な形状のレ
ジストパターンを形成することができないという問題が
発生する。すなわち、ＢＰＳＧ膜２等のリフロー性を有
する絶縁膜を堆積させた後平坦化のために８００℃〜９
００℃前後の温度下でＮ2 ガスを流して熱処理を行なっ
て絶縁膜をリフローし、リフローされた絶縁膜の上にポ
ジ型の化学増幅型レジストよりなるレジストパターン８
を形成すると、レジストパターン８に裾ひきが発生して
良好な形状を持つレジストパターンを形成することがで
きない。また、ネガ型の化学増幅型レジストよりなるレ
ジストパターン８を形成すると、レジストパターン８に
食い込みが発生して良好な形状を持つレジストパターン
を形成することができない。このため、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの形状や解像性が劣化し
て、後の工程が悪影響を受けるという問題がある。
【００１１】また、半導体基板上に形成されたＴｉＮ膜
又はＳｉＮ膜等の窒素原子を含有する窒化膜の上に化学
増幅型レジストをよりなるレジストパターンを形成する
場合にも、レジストパターンの形状や解像性が劣化する
という問題が発生する。
又はＳｉＮ膜等の窒素原子を含有する窒化膜の上に化学
増幅型レジストをよりなるレジストパターンを形成する
場合にも、レジストパターンの形状や解像性が劣化する
という問題が発生する。
【００１２】前記の問題に対する対策として、半導体基
板上にＳｉ薄膜を形成する方法（ＵＳＰ．５，２１９，
７８８）及び半導体基板上に酸化膜を形成する方法（特
開平６−８４７７４）が提案されている。
板上にＳｉ薄膜を形成する方法（ＵＳＰ．５，２１９，
７８８）及び半導体基板上に酸化膜を形成する方法（特
開平６−８４７７４）が提案されている。
【００１３】図７は前記従来の方法により製造される半
導体装置の構造を示す。図７に示すように、Ｓｉ基板よ
りなる半導体基板１上に形成されたＢＰＳＧ膜２の上
に、Ｓｉ又はＳｉＯ2 よりなるＳｉを含む薄膜９が形成
され、該薄膜９の上にレジストパターン８’が形成され
ている。
導体装置の構造を示す。図７に示すように、Ｓｉ基板よ
りなる半導体基板１上に形成されたＢＰＳＧ膜２の上
に、Ｓｉ又はＳｉＯ2 よりなるＳｉを含む薄膜９が形成
され、該薄膜９の上にレジストパターン８’が形成され
ている。
【００１４】ところが、ＢＰＳＧ膜２の表面にＳｉを含
む薄膜９を形成する方法は、プロセスの増加によるスル
ープットの低下、プロセスの増加に伴なうダストによる
歩留りの低下及びＳｉを含む薄膜９とＢＰＳＧ膜２とか
らなる２層の膜をエッチングする必要があるので、制御
の困難性及び製造コストの増大等の面から実施すること
が難しい。
む薄膜９を形成する方法は、プロセスの増加によるスル
ープットの低下、プロセスの増加に伴なうダストによる
歩留りの低下及びＳｉを含む薄膜９とＢＰＳＧ膜２とか
らなる２層の膜をエッチングする必要があるので、制御
の困難性及び製造コストの増大等の面から実施すること
が難しい。
【００１５】前記の問題に鑑み、本発明は、リフローさ
れた絶縁膜、又は窒化膜の上に化学増幅型レジストより
なるレジストパターンを形成する際に、複雑な工程を経
ることなく裾ひきや食い込みのない良好な形状を持つレ
ジストパターンを形成できるようにすることを目的とす
る。
れた絶縁膜、又は窒化膜の上に化学増幅型レジストより
なるレジストパターンを形成する際に、複雑な工程を経
ることなく裾ひきや食い込みのない良好な形状を持つレ
ジストパターンを形成できるようにすることを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】ＢＰＳＧ膜等の絶縁膜を
Ｎ2 ガスを流しつつリフローした後の絶縁膜上、又は窒
素原子を含有するＴｉＮ膜若しくはＳｉＮ膜等の窒化膜
上に、化学増幅型レジストよりなるレジストパターンを
形成すると、該レジストパターンに裾ひきや食い込みが
発生する原因について検討した結果、次のことを見出し
た。すなわち、リフローされた絶縁膜、又は窒化膜の上
に存在する窒素原子の孤立電子対が、露光により化学増
幅型レジストから発生した酸と、絶縁膜又は窒化膜と化
学増幅型のレジスト膜との界面において結び付くことに
よって酸を失活させる。このため酸触媒による反応が十
分に起きないので、レジストパターンを形成するための
現像液に対する溶解特性の変化が十分には発生しない。
従って、酸触媒による反応が十分に起きない部分の化学
増幅型レジストは現像液によって確実に現像されないの
で、ポジ型の化学増幅型レジストを用いる場合にはレジ
ストパターンに裾ひきが発生し、ネガ型の化学増幅型レ
ジストを用いる場合にはレジストパターンに食い込みが
発生して、良好な形状を持つレジストパターンを形成す
ることができない。
Ｎ2 ガスを流しつつリフローした後の絶縁膜上、又は窒
素原子を含有するＴｉＮ膜若しくはＳｉＮ膜等の窒化膜
上に、化学増幅型レジストよりなるレジストパターンを
形成すると、該レジストパターンに裾ひきや食い込みが
発生する原因について検討した結果、次のことを見出し
た。すなわち、リフローされた絶縁膜、又は窒化膜の上
に存在する窒素原子の孤立電子対が、露光により化学増
幅型レジストから発生した酸と、絶縁膜又は窒化膜と化
学増幅型のレジスト膜との界面において結び付くことに
よって酸を失活させる。このため酸触媒による反応が十
分に起きないので、レジストパターンを形成するための
現像液に対する溶解特性の変化が十分には発生しない。
従って、酸触媒による反応が十分に起きない部分の化学
増幅型レジストは現像液によって確実に現像されないの
で、ポジ型の化学増幅型レジストを用いる場合にはレジ
ストパターンに裾ひきが発生し、ネガ型の化学増幅型レ
ジストを用いる場合にはレジストパターンに食い込みが
発生して、良好な形状を持つレジストパターンを形成す
ることができない。
【００１７】本発明は前記の知見に基づいてなされたも
のであり、リフローされた絶縁膜の表面、又は窒化膜の
表面に存在する窒素原子の孤立電子対の影響を排除した
後に化学増幅型レジストを塗布してパターン形成を行な
うものである。
のであり、リフローされた絶縁膜の表面、又は窒化膜の
表面に存在する窒素原子の孤立電子対の影響を排除した
後に化学増幅型レジストを塗布してパターン形成を行な
うものである。
【００１８】本発明に係る第１のパターンの形成方法
は、半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積す
る絶縁膜堆積工程と、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅ
のうちの少なくとも１つを含む不活性ガスを流しつつ絶
縁膜を熱処理することにより、絶縁膜をリフローするリ
フロー工程と、リフローされた絶縁膜の上に化学増幅型
レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形
成工程と、レジスト膜を露光した後に現像することによ
りレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成
工程とを備えている。
は、半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積す
る絶縁膜堆積工程と、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅ
のうちの少なくとも１つを含む不活性ガスを流しつつ絶
縁膜を熱処理することにより、絶縁膜をリフローするリ
フロー工程と、リフローされた絶縁膜の上に化学増幅型
レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形
成工程と、レジスト膜を露光した後に現像することによ
りレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成
工程とを備えている。
【００１９】第１のパターン形成方法によると、Ｈｅ，
Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，及びＸｅのうちの少なくとも１つを
含む不活性ガスを流しつつリフロー性を有する絶縁膜を
熱処理して該絶縁膜をリフローするため、絶縁膜の表面
に窒化層が形成されないので窒素原子の孤立電子対が存
在しない。
Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，及びＸｅのうちの少なくとも１つを
含む不活性ガスを流しつつリフロー性を有する絶縁膜を
熱処理して該絶縁膜をリフローするため、絶縁膜の表面
に窒化層が形成されないので窒素原子の孤立電子対が存
在しない。
【００２０】本発明に係る第２のパターンの形成方法
は、半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積す
る絶縁膜堆積工程と、酸素原子を含有するガスを流しつ
つ絶縁膜を熱処理することにより、絶縁膜をリフローす
るリフロー工程と、リフローされた絶縁膜の上に化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト
膜形成工程と、レジスト膜を露光した後に現像すること
によりレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン
形成工程とを備えている。
は、半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積す
る絶縁膜堆積工程と、酸素原子を含有するガスを流しつ
つ絶縁膜を熱処理することにより、絶縁膜をリフローす
るリフロー工程と、リフローされた絶縁膜の上に化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト
膜形成工程と、レジスト膜を露光した後に現像すること
によりレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン
形成工程とを備えている。
【００２１】第２のパターン形成方法によると、酸素原
子を含有するガスを流しつつリフロー性を有する絶縁膜
を熱処理して絶縁膜をリフローするため、絶縁膜の表面
に窒化層が形成されないので窒素原子の孤立電子対が存
在しない。
子を含有するガスを流しつつリフロー性を有する絶縁膜
を熱処理して絶縁膜をリフローするため、絶縁膜の表面
に窒化層が形成されないので窒素原子の孤立電子対が存
在しない。
【００２２】本発明に係る第３のパターン形成方法は、
半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積する絶
縁膜堆積工程と、Ｎ2 ガスを流しつつ絶縁膜を熱処理す
ることにより、絶縁膜をリフローするリフロー工程と、
リフローされた絶縁膜の表面層を除去する表面層除去工
程と、表面層が除去された絶縁膜の上に化学増幅型レジ
ストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工
程と、レジスト膜を露光した後に現像することによりレ
ジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工程
とを備えている。
半導体基板上にリフロー性を有する絶縁膜を堆積する絶
縁膜堆積工程と、Ｎ2 ガスを流しつつ絶縁膜を熱処理す
ることにより、絶縁膜をリフローするリフロー工程と、
リフローされた絶縁膜の表面層を除去する表面層除去工
程と、表面層が除去された絶縁膜の上に化学増幅型レジ
ストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工
程と、レジスト膜を露光した後に現像することによりレ
ジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工程
とを備えている。
【００２３】第３のパターン形成方法によると、Ｎ2 ガ
スを流しつつリフロー性を有する絶縁膜を熱処理してリ
フローするため、絶縁膜の表面には窒化層が形成される
が、絶縁膜の表面層を除去すると、絶縁膜の表面に存在
していた窒素原子の孤立電子対も除去される。
スを流しつつリフロー性を有する絶縁膜を熱処理してリ
フローするため、絶縁膜の表面には窒化層が形成される
が、絶縁膜の表面層を除去すると、絶縁膜の表面に存在
していた窒素原子の孤立電子対も除去される。
【００２４】本発明に係る第４のパターン形成方法は、
半導体基板上に窒素原子を含有する下地膜を形成する下
地膜形成工程と、下地膜に陽イオンを照射する陽イオン
照射工程と、陽イオンが照射された下地膜の上に化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト
膜形成工程と、レジスト膜を露光した後に現像すること
によりレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン
形成工程とを備えている。
半導体基板上に窒素原子を含有する下地膜を形成する下
地膜形成工程と、下地膜に陽イオンを照射する陽イオン
照射工程と、陽イオンが照射された下地膜の上に化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト
膜形成工程と、レジスト膜を露光した後に現像すること
によりレジスト膜よりなるパターンを形成するパターン
形成工程とを備えている。
【００２５】第４のパターン形成方法によると、半導体
基板上に堆積された窒素原子を含有する下地膜に対して
陽イオンを照射するため、窒素原子の孤立電子対と照射
された陽イオンとが結び付くため、窒素原子を含有する
下地膜の表面において孤立電子対の影響が排除される。
基板上に堆積された窒素原子を含有する下地膜に対して
陽イオンを照射するため、窒素原子の孤立電子対と照射
された陽イオンとが結び付くため、窒素原子を含有する
下地膜の表面において孤立電子対の影響が排除される。
【００２６】第４のパターン形成方法において、下地膜
形成工程は、半導体基板上に堆積されたリフロー性を有
する絶縁膜をＮ2 ガスを流しつつ熱処理することにより
リフローする工程を含むことが好ましい。
形成工程は、半導体基板上に堆積されたリフロー性を有
する絶縁膜をＮ2 ガスを流しつつ熱処理することにより
リフローする工程を含むことが好ましい。
【００２７】第４のパターン形成方法において、下地膜
に照射する陽イオンはＳｉの陽イオンであることが好ま
しい。
に照射する陽イオンはＳｉの陽イオンであることが好ま
しい。
【００２８】
（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
るパターン形成方法について、図１（ａ）〜（ｄ）を参
照しながら説明する。
るパターン形成方法について、図１（ａ）〜（ｄ）を参
照しながら説明する。
【００２９】第１の実施形態は、従来のパターン形成方
法におけるＮ2 ガスを用いるリフローに代えてＡｒガス
を用いるリフローを行なうものである。
法におけるＮ2 ガスを用いるリフローに代えてＡｒガス
を用いるリフローを行なうものである。
【００３０】まず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、不活性ガスであるＡｒガス１３を
流しつつ８５０℃の温度下で熱処理を行なうことによ
り、ＢＰＳＧ膜１２をリフローする。リフロー工程にお
いて、Ｎ2 ガスを流していないためＢＰＳＧ膜１２の表
面に窒化層が形成されず、窒素原子は存在しない。
板１１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、不活性ガスであるＡｒガス１３を
流しつつ８５０℃の温度下で熱処理を行なうことによ
り、ＢＰＳＧ膜１２をリフローする。リフロー工程にお
いて、Ｎ2 ガスを流していないためＢＰＳＧ膜１２の表
面に窒化層が形成されず、窒素原子は存在しない。
【００３１】ＢＰＳＧ膜１２を８５０℃の温度下で熱処
理すると、熱の影響によりＢＰＳＧ膜１２の表面に析出
物が現われてくる（浮いてくる）ので、析出物をＢＰＳ
Ｇ膜１２の表面から取り除くために、不活性ガスである
Ａｒガス１３を流すのである。このようにすると、析出
物は不活性ガスと共に排出される。
理すると、熱の影響によりＢＰＳＧ膜１２の表面に析出
物が現われてくる（浮いてくる）ので、析出物をＢＰＳ
Ｇ膜１２の表面から取り除くために、不活性ガスである
Ａｒガス１３を流すのである。このようにすると、析出
物は不活性ガスと共に排出される。
【００３２】次に、図１（ｂ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜１２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜１５を形成する。
膜１２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜１５を形成する。
【００３３】次に、図１（ｃ）に示すように、マスク１
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ１７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜１５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜１５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜１２とレジスト膜１５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ１７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜１５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜１５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜１２とレジスト膜１５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
【００３４】次に、レジスト膜１５に対してアルカリ水
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図１（ｄ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
１８を得ることができる。
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図１（ｄ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
１８を得ることができる。
【００３５】第１の実施形態によると、Ｎ2 ガスに代え
てＡｒガスを用いてＢＰＳＧ膜１２をリフローするの
で、ＢＰＳＧ膜１２の最表面に窒化層ができない。この
ため、孤立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜１２の表面に
化学増幅型レジストが塗布されるので、裾ひきのない良
好な形状のレジストパターン１８を形成することができ
る。
てＡｒガスを用いてＢＰＳＧ膜１２をリフローするの
で、ＢＰＳＧ膜１２の最表面に窒化層ができない。この
ため、孤立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜１２の表面に
化学増幅型レジストが塗布されるので、裾ひきのない良
好な形状のレジストパターン１８を形成することができ
る。
【００３６】尚、第１の実施形態においては、リフロー
時に流すガスとしてＡｒガスを用いたが、これに代え
て、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅのうちの少なくと
も１つを含む不活性ガスを用いてもよい。
時に流すガスとしてＡｒガスを用いたが、これに代え
て、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅのうちの少なくと
も１つを含む不活性ガスを用いてもよい。
【００３７】（第１の実施形態の比較例）まず、半導体
基板上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜を７００ｎｍ堆積し
た後、不活性ガスであるＮ2 ガスを流しつつ８５０℃の
温度下で熱処理を行ない、ＢＰＳＧ膜をリフローする。
このとき、ＢＰＳＧ膜の表面部には、Ｎ2 ガスにより窒
化層が形成される。
基板上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜を７００ｎｍ堆積し
た後、不活性ガスであるＮ2 ガスを流しつつ８５０℃の
温度下で熱処理を行ない、ＢＰＳＧ膜をリフローする。
このとき、ＢＰＳＧ膜の表面部には、Ｎ2 ガスにより窒
化層が形成される。
【００３８】次に、ＢＰＳＧ膜上に２成分系のポジ型の
化学増幅型レジスト（例えば、和光純薬製：ＷＫＲ−Ｐ
Ｔ−３）をスピン塗布した後、９０℃の温度下で９０秒
のプリベーキングを行なってレジスト膜を形成する。
化学増幅型レジスト（例えば、和光純薬製：ＷＫＲ−Ｐ
Ｔ−３）をスピン塗布した後、９０℃の温度下で９０秒
のプリベーキングを行なってレジスト膜を形成する。
【００３９】次に、マスクを用いてＫｒＦエキシマレー
ザによる露光を行なった後、１００℃の温度下で９０秒
の露光後ベーキングを行なう。
ザによる露光を行なった後、１００℃の温度下で９０秒
の露光後ベーキングを行なう。
【００４０】次に、レジスト膜に対してアルカリ水溶液
により６０秒間の現像を行なって、レジストパターンを
得る。
により６０秒間の現像を行なって、レジストパターンを
得る。
【００４１】ところが、ＢＰＳＧ膜の上に形成されたレ
ジストパターンには裾ひきが発生した。
ジストパターンには裾ひきが発生した。
【００４２】このことにより、Ｎ2 ガスを用いるリフロ
ーに代えてＡｒガスを用いるリフローを行なう第１の実
施形態の効果が確認できた。
ーに代えてＡｒガスを用いるリフローを行なう第１の実
施形態の効果が確認できた。
【００４３】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係るパターン形成方法について、図２（ａ）
〜（ｅ）を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成方法について、図２（ａ）
〜（ｅ）を参照しながら説明する。
【００４４】第２の実施形態は、従来のパターン形成方
法に対して、Ｎ2 ガスを用いるリフローによって形成さ
れた窒化層をエッチングによって除去する工程を加えた
ものである。
法に対して、Ｎ2 ガスを用いるリフローによって形成さ
れた窒化層をエッチングによって除去する工程を加えた
ものである。
【００４５】まず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板２１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｎ2 ガス２３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜２２
をリフローする。リフロー工程において、Ｎ2 ガス２３
を流すためＢＰＳＧ膜２２の表面に窒化層２２ａが形成
される。Ｎ2 ガス２３を流す理由は、第１の実施形態と
同様、ＢＰＳＧ膜２２の表面に現われてくる析出物を取
り除くためである。
板２１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｎ2 ガス２３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜２２
をリフローする。リフロー工程において、Ｎ2 ガス２３
を流すためＢＰＳＧ膜２２の表面に窒化層２２ａが形成
される。Ｎ2 ガス２３を流す理由は、第１の実施形態と
同様、ＢＰＳＧ膜２２の表面に現われてくる析出物を取
り除くためである。
【００４６】次に、図２（ｂ）に示すように、フッ酸水
溶液２４を用いてＢＰＳＧ膜２２を５０ｎｍの厚さだけ
エッチングすることにより、窒化層２２ａを除去する。
窒化層２２ａが除去されたため、ＢＰＳＧ膜２２の表面
に窒素原子は存在しない。
溶液２４を用いてＢＰＳＧ膜２２を５０ｎｍの厚さだけ
エッチングすることにより、窒化層２２ａを除去する。
窒化層２２ａが除去されたため、ＢＰＳＧ膜２２の表面
に窒素原子は存在しない。
【００４７】次に、図２（ｃ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜２２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜２５を形成する。
膜２２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜２５を形成する。
【００４８】次に、図２（ｄ）に示すように、マスク２
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ２７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜２５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜２５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜２２とレジスト膜２５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ２７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜２５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜２５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜２２とレジスト膜２５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
【００４９】次に、レジスト膜２５に対してアルカリ水
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図２（ｅ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
２８を得ることができた。
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図２（ｅ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
２８を得ることができた。
【００５０】第２の実施形態によると、Ｎ2 ガスを用い
るリフローによりＢＰＳＧ膜２２の最表面に形成された
窒化層２２ａを、エッチングによって除去するため、孤
立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜２２の表面に化学増幅
型レジストを塗布できるので、裾ひきのない良好な形状
のレジストパターン２８を形成することができる。
るリフローによりＢＰＳＧ膜２２の最表面に形成された
窒化層２２ａを、エッチングによって除去するため、孤
立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜２２の表面に化学増幅
型レジストを塗布できるので、裾ひきのない良好な形状
のレジストパターン２８を形成することができる。
【００５１】尚、第２の実施形態においては、フッ酸水
溶液２４を用いるウエットエッチングにより窒化層２２
ａを除去したが、これに代えてドライエッチングを用い
てもよい。
溶液２４を用いるウエットエッチングにより窒化層２２
ａを除去したが、これに代えてドライエッチングを用い
てもよい。
【００５２】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係るパターン形成方法について、図３（ａ）
〜（ｄ）を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成方法について、図３（ａ）
〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００５３】第３の実施形態は、従来のパターン形成方
法におけるＮ2 ガスを用いるリフローに代えてＯ2 ガス
を用いるリフローを行なうものである。
法におけるＮ2 ガスを用いるリフローに代えてＯ2 ガス
を用いるリフローを行なうものである。
【００５４】まず、図３（ａ）に示すように、半導体基
板３１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜３２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｏ2 ガス３３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜３２
をリフローする。Ｏ2 ガス３３を流す理由は、第１の実
施形態と同様、ＢＰＳＧ膜３２の表面に現われてくる析
出物を取り除くためである。
板３１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜３２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｏ2 ガス３３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜３２
をリフローする。Ｏ2 ガス３３を流す理由は、第１の実
施形態と同様、ＢＰＳＧ膜３２の表面に現われてくる析
出物を取り除くためである。
【００５５】ところで、Ｏ2 ガス３３を流しつつＢＰＳ
Ｇ膜３２をリフローすると、酸素原子がＢＰＳＧ膜３２
を通過して半導体基板３１に侵入し、半導体基板３１の
表面部を酸化してしまう恐れがある。従って、Ｏ2 ガス
３３を流しつつＢＰＳＧ膜３２をリフローする場合に
は、ＢＰＳＧ膜３２の下に、酸素原子を通過させ難いＳ
ｉＮ膜等の窒化膜を形成しておくことが好ましい。この
ようにすると、酸素原子が半導体基板３１に侵入し難い
ので、半導体基板３１の表面部が酸化される事態を回避
できる。
Ｇ膜３２をリフローすると、酸素原子がＢＰＳＧ膜３２
を通過して半導体基板３１に侵入し、半導体基板３１の
表面部を酸化してしまう恐れがある。従って、Ｏ2 ガス
３３を流しつつＢＰＳＧ膜３２をリフローする場合に
は、ＢＰＳＧ膜３２の下に、酸素原子を通過させ難いＳ
ｉＮ膜等の窒化膜を形成しておくことが好ましい。この
ようにすると、酸素原子が半導体基板３１に侵入し難い
ので、半導体基板３１の表面部が酸化される事態を回避
できる。
【００５６】次に、図３（ｂ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜３２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜３５を形成する。
膜３２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜３５を形成する。
【００５７】次に、図３（ｃ）に示すように、マスク３
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ３７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜３５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜３５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜３２とレジスト膜３５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ３７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜３５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりレジスト
膜３５のアルカリ溶解特性が変化することによって、微
細なレジストパターンを形成することが可能となる。こ
のとき、ＢＰＳＧ膜３２とレジスト膜３５との界面には
窒素原子ひいては孤立電子対が存在しないので、酸によ
る化合物の分解反応が均一に進行する。
【００５８】ＢＰＳＧ膜３２の最表面に窒素原子が存在
しない理由については、リフロー工程においてＮ2 ガス
を用いないので窒素原子が存在しないためか、又はＯ2
ガスを用いてリフローすることによりＢＰＳＧ膜３２の
表層に形成された酸化膜が窒化層の形成を阻止するため
かの、いずれかと考えられる。
しない理由については、リフロー工程においてＮ2 ガス
を用いないので窒素原子が存在しないためか、又はＯ2
ガスを用いてリフローすることによりＢＰＳＧ膜３２の
表層に形成された酸化膜が窒化層の形成を阻止するため
かの、いずれかと考えられる。
【００５９】次に、レジスト膜３５に対してアルカリ水
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図３（ｄ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
３８を得ることができた。
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図３（ｄ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
３８を得ることができた。
【００６０】第３の実施形態によると、Ｎ2 ガスに代え
てＯ2 ガスを用いてＢＰＳＧ膜３２をリフローするの
で、ＢＰＳＧ膜３２の最表面に窒化層ができない。この
ため、孤立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜３２の表面に
化学増幅型レジストを塗布できるので、裾ひきのない良
好な形状のレジストパターン３８を形成することができ
る。
てＯ2 ガスを用いてＢＰＳＧ膜３２をリフローするの
で、ＢＰＳＧ膜３２の最表面に窒化層ができない。この
ため、孤立電子対が存在しないＢＰＳＧ膜３２の表面に
化学増幅型レジストを塗布できるので、裾ひきのない良
好な形状のレジストパターン３８を形成することができ
る。
【００６１】尚、第３の実施形態において、リフロー時
に流す酸素原子を含有するガスとしてＯ2 ガスを用いた
が、これに代えて、Ｏ3 ガス、又はＯ2 ガスとＨ2 ガス
とからなる混合ガスを用いてもよい。
に流す酸素原子を含有するガスとしてＯ2 ガスを用いた
が、これに代えて、Ｏ3 ガス、又はＯ2 ガスとＨ2 ガス
とからなる混合ガスを用いてもよい。
【００６２】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態に係るパターン形成方法について、図４（ａ）
〜（ｅ）を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成方法について、図４（ａ）
〜（ｅ）を参照しながら説明する。
【００６３】第４の実施形態は、従来のパターン形成方
法に対して、Ｎ2 ガスを用いるリフローによって形成さ
れた窒化層を有する絶縁膜にＳｉの陽イオンを照射する
工程を加えたものである。
法に対して、Ｎ2 ガスを用いるリフローによって形成さ
れた窒化層を有する絶縁膜にＳｉの陽イオンを照射する
工程を加えたものである。
【００６４】まず、図４（ａ）に示すように、半導体基
板４１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜４２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｎ2 ガス４３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜４２
をリフローする。リフロー工程において、Ｎ2 ガス４３
を流すためＢＰＳＧ膜４２の表面に窒化層４２ａが形成
されるので、ＢＰＳＧ膜４２は表面に窒素原子を含有す
る膜になっている。Ｎ2 ガス４３を流す理由は、第１の
実施形態と同様、ＢＰＳＧ膜４２の表面に現われてくる
析出物を取り除くためである。
板４１上に絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜４２を７００ｎｍ
の厚さに堆積した後、Ｎ2 ガス４３を流しつつ８５０℃
の温度下で熱処理を行なうことにより、ＢＰＳＧ膜４２
をリフローする。リフロー工程において、Ｎ2 ガス４３
を流すためＢＰＳＧ膜４２の表面に窒化層４２ａが形成
されるので、ＢＰＳＧ膜４２は表面に窒素原子を含有す
る膜になっている。Ｎ2 ガス４３を流す理由は、第１の
実施形態と同様、ＢＰＳＧ膜４２の表面に現われてくる
析出物を取り除くためである。
【００６５】次に、図４（ｂ）に示すように、Ｓｉの陽
イオン４４をＢＰＳＧ膜４２に照射して、該ＢＰＳＧ膜
４２の表面に、陽イオンが注入された層４２ｂを形成す
る。陽イオン照射工程において、ＢＰＳＧ膜４２の表面
付近においては陽イオンが注入された層４２ｂの陽イオ
ンと窒化層４２ａ（図４（ａ）を参照）の窒素原子の孤
立電子対とが結び付く。
イオン４４をＢＰＳＧ膜４２に照射して、該ＢＰＳＧ膜
４２の表面に、陽イオンが注入された層４２ｂを形成す
る。陽イオン照射工程において、ＢＰＳＧ膜４２の表面
付近においては陽イオンが注入された層４２ｂの陽イオ
ンと窒化層４２ａ（図４（ａ）を参照）の窒素原子の孤
立電子対とが結び付く。
【００６６】図５（ａ）は、Ｓｉの陽イオンと窒素原子
の孤立電子対との結び付き状態を示しており、この結び
付きのために窒素原子の孤立電子対は酸触媒の反応に影
響を及ぼさなくなる。
の孤立電子対との結び付き状態を示しており、この結び
付きのために窒素原子の孤立電子対は酸触媒の反応に影
響を及ぼさなくなる。
【００６７】次に、図４（ｃ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜４２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜４５を形成する。
膜４２上に２成分系のポジ型の化学増幅型レジスト（例
えば、和光純薬製：ＷＫＲ−ＰＴ−３）をスピン塗布し
た後、９０℃の温度下で９０秒のプリベーキングを行な
ってレジスト膜４５を形成する。
【００６８】次に、図４（ｄ）に示すように、マスク４
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ４７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜４５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりアルカリ
溶解特性が変化することによって、微細なレジストパタ
ーンを形成することが可能となる。このとき、ＢＰＳＧ
膜４２とレジスト膜４５との界面においては陽イオンが
注入された層４２ｂのＳｉの陽イオンと窒化層４２ａの
窒素原子の孤立電子対とが結び付いているため、孤立電
子対がレジスト膜４５の露光部において発生した酸を失
活させることがないので、酸による化合物の分解反応が
均一に進行する。
６を用いてＫｒＦエキシマレーザ４７による露光を行な
った後、１００℃の温度下で９０秒の露光後ベーキング
を行なう。レジスト膜４５の露光部においては、化学増
幅型レジストから発生した酸による化合物の分解反応が
進行する。すなわち、酸触媒による反応によりアルカリ
溶解特性が変化することによって、微細なレジストパタ
ーンを形成することが可能となる。このとき、ＢＰＳＧ
膜４２とレジスト膜４５との界面においては陽イオンが
注入された層４２ｂのＳｉの陽イオンと窒化層４２ａの
窒素原子の孤立電子対とが結び付いているため、孤立電
子対がレジスト膜４５の露光部において発生した酸を失
活させることがないので、酸による化合物の分解反応が
均一に進行する。
【００６９】次に、レジスト膜４５に対してアルカリ水
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図４（ｅ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
４８を得ることができた。
溶液により６０秒間の現像を行なうと、図４（ｅ）に示
すように、裾ひきのない良好な形状のレジストパターン
４８を得ることができた。
【００７０】第４の実施形態によると、Ｎ2 ガスを用い
てリフローすることにより形成される窒化層４２ａを有
するＢＰＳＧ膜４２に対して、Ｓｉの陽イオン４４を照
射することによって該Ｓｉの陽イオン４４が窒素原子の
孤立電子対と結び付いて孤立電子対の影響を排除する。
このため、孤立電子対の影響がないＢＰＳＧ膜４２の表
面に化学増幅型レジストを塗布できるので、裾ひきのな
い良好な形状のレジストパターン４８を形成することが
できる。
てリフローすることにより形成される窒化層４２ａを有
するＢＰＳＧ膜４２に対して、Ｓｉの陽イオン４４を照
射することによって該Ｓｉの陽イオン４４が窒素原子の
孤立電子対と結び付いて孤立電子対の影響を排除する。
このため、孤立電子対の影響がないＢＰＳＧ膜４２の表
面に化学増幅型レジストを塗布できるので、裾ひきのな
い良好な形状のレジストパターン４８を形成することが
できる。
【００７１】また、ある程度の大きさを持つＳｉの陽イ
オンを用いると、陽イオンがＢＰＳＧ膜４２の表面付近
に留まり易くなるので、ＢＰＳＧ膜４２の表面の孤立電
子対と結び付く効果を大きくすることができる。
オンを用いると、陽イオンがＢＰＳＧ膜４２の表面付近
に留まり易くなるので、ＢＰＳＧ膜４２の表面の孤立電
子対と結び付く効果を大きくすることができる。
【００７２】尚、第４の実施形態においては、Ｓｉの陽
イオン４４を照射したが、Ｈ等の他の陽イオンを用いて
もよい。図５（ｂ）はＨの陽イオンと窒素原子の孤立電
子対との結び付き状態を示しており、この結び付きのた
めに窒素原子の孤立電子対は酸触媒反応に影響を及ぼさ
なくなる。
イオン４４を照射したが、Ｈ等の他の陽イオンを用いて
もよい。図５（ｂ）はＨの陽イオンと窒素原子の孤立電
子対との結び付き状態を示しており、この結び付きのた
めに窒素原子の孤立電子対は酸触媒反応に影響を及ぼさ
なくなる。
【００７３】また、陽イオンの照射は、イオン注入法や
プラズマドーピング法を用いることができる。
プラズマドーピング法を用いることができる。
【００７４】また、第４の実施形態においては、窒素原
子を含有する膜は、半導体基板４１の上に形成されたＢ
ＰＳＧ膜４２をＮ2 ガスを用いてリフローした膜であっ
たが、これに代えて、例えば半導体基板４１の上に形成
されたＴｉＮ膜やＳｉＮ膜等の窒化膜であってもよい。
子を含有する膜は、半導体基板４１の上に形成されたＢ
ＰＳＧ膜４２をＮ2 ガスを用いてリフローした膜であっ
たが、これに代えて、例えば半導体基板４１の上に形成
されたＴｉＮ膜やＳｉＮ膜等の窒化膜であってもよい。
【００７５】また、第１〜第４の実施形態における化学
増幅型レジストとしては、酸によって脱離する保護基を
含む樹脂と酸発生剤とからなる２成分系のレジスト、又
はアルカリ可溶性樹脂、保護基を含む化合物若しくは樹
脂及び酸発生剤よりなる３成分系のレジストを用いるこ
とができる。また、ポジ型又はネガ型のいずれの化学増
幅型レジストでもよい。
増幅型レジストとしては、酸によって脱離する保護基を
含む樹脂と酸発生剤とからなる２成分系のレジスト、又
はアルカリ可溶性樹脂、保護基を含む化合物若しくは樹
脂及び酸発生剤よりなる３成分系のレジストを用いるこ
とができる。また、ポジ型又はネガ型のいずれの化学増
幅型レジストでもよい。
【００７６】また、第１〜第４の実施形態においては、
絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を用いたが、これに代えてＢＳ
Ｇ膜、ＰＳＧ膜、又はＳＯＧ膜等のリフロー性を有する
絶縁膜を用いてもよい。
絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を用いたが、これに代えてＢＳ
Ｇ膜、ＰＳＧ膜、又はＳＯＧ膜等のリフロー性を有する
絶縁膜を用いてもよい。
【００７７】また、第１の実施形態においてはＡｒガス
１３を流しつつ、第２の実施形態においてはＮ2 ガス２
３を流しつつ、第３の実施形態においてはＯ2 ガス３３
を流しつつ、第４の実施形態においてはＮ2 ガス４３を
流しつつそれぞれリフローしたが、ガスを流す理由は前
述したように、ＢＰＳＧ膜の表面に現われてくる析出物
を取り除くためであるから、ガスを供給することにより
ガスを流す場合に代えて、雰囲気中のガスを真空引きす
ることによりガスを流す状態を作ってもよい。
１３を流しつつ、第２の実施形態においてはＮ2 ガス２
３を流しつつ、第３の実施形態においてはＯ2 ガス３３
を流しつつ、第４の実施形態においてはＮ2 ガス４３を
流しつつそれぞれリフローしたが、ガスを流す理由は前
述したように、ＢＰＳＧ膜の表面に現われてくる析出物
を取り除くためであるから、ガスを供給することにより
ガスを流す場合に代えて、雰囲気中のガスを真空引きす
ることによりガスを流す状態を作ってもよい。
【００７８】
【発明の効果】第１のパターン形成方法によると、リフ
ロー性を有する絶縁膜をＮ2 ガスが含まれない不活性ガ
スを流しつつリフローするため、絶縁膜の表面に窒化層
が形成されないので、窒素原子の孤立電子対が存在しな
い絶縁膜の上に化学増幅型レジストを塗布することがで
きる。従って、露光後の化学増幅型レジストにおける酸
触媒による反応を、孤立電子対の影響を受けることなく
進行できるので、裾ひきや食い込みのない良好な形状の
レジストパターンを形成することができる。
ロー性を有する絶縁膜をＮ2 ガスが含まれない不活性ガ
スを流しつつリフローするため、絶縁膜の表面に窒化層
が形成されないので、窒素原子の孤立電子対が存在しな
い絶縁膜の上に化学増幅型レジストを塗布することがで
きる。従って、露光後の化学増幅型レジストにおける酸
触媒による反応を、孤立電子対の影響を受けることなく
進行できるので、裾ひきや食い込みのない良好な形状の
レジストパターンを形成することができる。
【００７９】第２のパターン形成方法によると、リフロ
ー性を有する絶縁膜を酸素原子を含有するガスを流しつ
つリフローするため、絶縁膜の表面に窒化層が形成され
ないので、窒素原子の孤立電子対が存在しない絶縁膜の
上に化学増幅型レジストを塗布することができる。従っ
て、露光後の化学増幅型レジストにおける酸触媒による
反応を、孤立電子対の影響を受けることなく進行できる
ので、裾ひきや食い込みのない良好な形状のレジストパ
ターンを形成することができる。
ー性を有する絶縁膜を酸素原子を含有するガスを流しつ
つリフローするため、絶縁膜の表面に窒化層が形成され
ないので、窒素原子の孤立電子対が存在しない絶縁膜の
上に化学増幅型レジストを塗布することができる。従っ
て、露光後の化学増幅型レジストにおける酸触媒による
反応を、孤立電子対の影響を受けることなく進行できる
ので、裾ひきや食い込みのない良好な形状のレジストパ
ターンを形成することができる。
【００８０】第３のパターン形成方法によると、絶縁膜
の表面において形成された窒化層を除去した後に化学増
幅型レジストを塗布するので、窒素原子の孤立電子対が
存在しない絶縁膜の表面に化学増幅型レジストを塗布す
ることができる。従って、露光後の化学増幅型レジスト
における酸触媒による反応を、孤立電子対の影響を受け
ることなく進行できるので、裾ひきや食い込みのない良
好な形状のレジストパターンを形成することができる。
の表面において形成された窒化層を除去した後に化学増
幅型レジストを塗布するので、窒素原子の孤立電子対が
存在しない絶縁膜の表面に化学増幅型レジストを塗布す
ることができる。従って、露光後の化学増幅型レジスト
における酸触媒による反応を、孤立電子対の影響を受け
ることなく進行できるので、裾ひきや食い込みのない良
好な形状のレジストパターンを形成することができる。
【００８１】第４のパターン形成方法によると、窒素原
子を含有する下地膜に対して陽イオンを照射することに
より下地膜の表面における孤立電子対の影響を排除する
ので、窒素原子の孤立電子対が影響を及ぼさない下地膜
の上に化学増幅型レジストを塗布することができる。従
って、露光後の化学増幅型レジストにおける酸触媒によ
る反応を、孤立電子対の影響を受けることなく進行でき
るので、裾ひきや食い込みのない良好な形状のレジスト
パターンを形成することができる。
子を含有する下地膜に対して陽イオンを照射することに
より下地膜の表面における孤立電子対の影響を排除する
ので、窒素原子の孤立電子対が影響を及ぼさない下地膜
の上に化学増幅型レジストを塗布することができる。従
って、露光後の化学増幅型レジストにおける酸触媒によ
る反応を、孤立電子対の影響を受けることなく進行でき
るので、裾ひきや食い込みのない良好な形状のレジスト
パターンを形成することができる。
【００８２】第４のパターン形成方法において、窒素原
子を含有する下地膜がＮ2 ガスを用いるリフローにより
形成された絶縁膜であると、Ｎ2 ガスによりリフローさ
れた絶縁膜の上においても裾ひきや食い込みのない良好
な形状のレジストパターンを形成することができる。
子を含有する下地膜がＮ2 ガスを用いるリフローにより
形成された絶縁膜であると、Ｎ2 ガスによりリフローさ
れた絶縁膜の上においても裾ひきや食い込みのない良好
な形状のレジストパターンを形成することができる。
【００８３】第４のパターン形成方法において、Ｓｉの
陽イオンが所定の大きさを持つと、Ｓｉの陽イオンは下
地膜の表面付近に留まり易いので、Ｓｉの陽イオンと窒
素原子の孤立電子対とが結び付き易い。
陽イオンが所定の大きさを持つと、Ｓｉの陽イオンは下
地膜の表面付近に留まり易いので、Ｓｉの陽イオンと窒
素原子の孤立電子対とが結び付き易い。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態に係
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第４の実施形態に係
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第４の実施形態に
係るパターン形成方法において使用する陽イオンの作用
を説明する図である。
係るパターン形成方法において使用する陽イオンの作用
を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は第１の従来例に係るパターン
形成方法の各工程を示す断面図である。
形成方法の各工程を示す断面図である。
【図７】第２の従来例に係るパターン形成方法により形
成されるパターンを示す断面図である。
成されるパターンを示す断面図である。
１ 半導体基板 ２ ＢＰＳＧ膜 ２ａ 窒化層 ３ Ｎ2 ガス ５ レジスト膜 ６ マスク ７ ＫｒＦエキシマレーザ ８ レジストパターン ８’レジストパターン ９ Ｓｉを含む薄膜 １１ 半導体基板 １２ ＢＰＳＧ膜 １３ Ａｒガス １５ レジスト膜 １６ マスク １７ ＫｒＦエキシマレーザ １８ レジストパターン ２１ 半導体基板 ２２ ＢＰＳＧ膜 ２２ａ 窒化層 ２３ Ｎ2 ガス ２４ フッ酸水溶液 ２５ レジスト膜 ２６ マスク ２７ ＫｒＦエキシマレーザ ２８ レジストパターン ３１ 半導体基板 ３２ ＢＰＳＧ膜 ３３ Ｏ2 ガス ３５ レジスト膜 ３６ マスク ３７ ＫｒＦエキシマレーザ ３８ レジストパターン ４１ 半導体基板 ４２ ＢＰＳＧ膜 ４２ａ 窒化層 ４２ｂ 陽イオンが注入された層 ４３ Ｎ2 ガス ４４ Ｓｉの陽イオン ４５ レジスト膜 ４６ マスク ４７ ＫｒＦエキシマレーザ ４８ レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 政孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板上にリフロー性を有する絶縁
膜を堆積する絶縁膜堆積工程と、 Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅのうちの少なくとも１
つを含む不活性ガスを流しつつ前記絶縁膜を熱処理する
ことにより、前記絶縁膜をリフローするリフロー工程
と、 リフローされた絶縁膜の上に化学増幅型レジストを塗布
してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、 前記レジスト膜を露光した後に現像することにより前記
レジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工
程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】 半導体基板上にリフロー性を有する絶縁
膜を堆積する絶縁膜堆積工程と、 酸素原子を含有するガスを流しつつ前記絶縁膜を熱処理
することにより、前記絶縁膜をリフローするリフロー工
程と、 リフローされた絶縁膜の上に化学増幅型レジストを塗布
してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、 前記レジスト膜を露光した後に現像することにより前記
レジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工
程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項３】 半導体基板上にリフロー性を有する絶縁
膜を堆積する絶縁膜堆積工程と、 Ｎ2 ガスを流しつつ前記絶縁膜を熱処理することによ
り、前記絶縁膜をリフローするリフロー工程と、 リフローされた絶縁膜の表面層を除去する表面層除去工
程と、 表面層が除去された前記絶縁膜の上に化学増幅型レジス
トを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程
と、 前記レジスト膜を露光した後に現像することにより前記
レジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工
程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】 半導体基板上に窒素原子を含有する下地
膜を形成する下地膜形成工程と、 前記下地膜に陽イオンを照射する陽イオン照射工程と、 陽イオンが照射された前記下地膜の上に化学増幅型レジ
ストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工
程と、 前記レジスト膜を露光した後に現像することにより前記
レジスト膜よりなるパターンを形成するパターン形成工
程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項５】 前記下地膜形成工程は、半導体基板上に
堆積されたリフロー性を有する絶縁膜をＮ2 ガスを流し
つつ熱処理することにより、前記絶縁膜をリフローする
工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のパターン
形成方法。 - 【請求項６】 前記下地膜に照射する陽イオンはＳｉの
陽イオンであることを特徴とする請求項４に記載のパタ
ーン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159731A JPH1083989A (ja) | 1996-07-16 | 1997-06-17 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18572596 | 1996-07-16 | ||
| JP8-185725 | 1996-07-16 | ||
| JP9159731A JPH1083989A (ja) | 1996-07-16 | 1997-06-17 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083989A true JPH1083989A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=16175770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9159731A Withdrawn JPH1083989A (ja) | 1996-07-16 | 1997-06-17 | パターン形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5866302A (ja) |
| JP (1) | JPH1083989A (ja) |
| KR (1) | KR100392081B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2000206675A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Nikon Corp | 転写マスク用ブランクスおよび転写マスク |
| US6573189B1 (en) | 2001-11-07 | 2003-06-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Manufacture method of metal bottom ARC |
| KR100493029B1 (ko) | 2002-10-26 | 2005-06-07 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 미세 패턴 형성방법 |
| US9412614B2 (en) | 2014-05-29 | 2016-08-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Nano wire structure and method for fabricating the same |
| TW202240007A (zh) * | 2021-02-25 | 2022-10-16 | 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司 | 形成磷矽酸鹽玻璃層之方法、使用其方法形成的結構以及用於執行其方法的系統 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5219788A (en) * | 1991-02-25 | 1993-06-15 | Ibm Corporation | Bilayer metallization cap for photolithography |
| US5285102A (en) * | 1991-07-25 | 1994-02-08 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a planarized insulation layer |
| JP3161040B2 (ja) * | 1992-06-16 | 2001-04-25 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0684774A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2734344B2 (ja) * | 1993-08-20 | 1998-03-30 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07130757A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-19 | Sony Corp | バイポーラトランジスタの製造方法 |
| JPH08186175A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Sony Corp | 半導体装置の配線形成方法及び成膜装置 |
| US5670404A (en) * | 1996-06-21 | 1997-09-23 | Industrial Technology Research Institute | Method for making self-aligned bit line contacts on a DRAM circuit having a planarized insulating layer |
| US5656556A (en) * | 1996-07-22 | 1997-08-12 | Vanguard International Semiconductor | Method for fabricating planarized borophosphosilicate glass films having low anneal temperatures |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP9159731A patent/JPH1083989A/ja not_active Withdrawn
- 1997-07-14 US US08/892,070 patent/US5866302A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-16 KR KR1019970033038A patent/KR100392081B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5866302A (en) | 1999-02-02 |
| KR980011726A (ko) | 1998-04-30 |
| KR100392081B1 (ko) | 2003-10-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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