JPS583232A - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
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- JPS583232A JPS583232A JP10189681A JP10189681A JPS583232A JP S583232 A JPS583232 A JP S583232A JP 10189681 A JP10189681 A JP 10189681A JP 10189681 A JP10189681 A JP 10189681A JP S583232 A JPS583232 A JP S583232A
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Classifications
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/18—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 the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパターン形成方法に係シ、特に多層膜からなる
エツチングマスクを形成してパー一二ングすべき層また
社基板をエツチングする方法に関する。
エツチングマスクを形成してパー一二ングすべき層また
社基板をエツチングする方法に関する。
半導体集積回路の高集積化・高性能化が進むにつれて微
細加工に対する要求は増大し、この要求に答えるために
高精度な微細バターニング方法が開発されている。
細加工に対する要求は増大し、この要求に答えるために
高精度な微細バターニング方法が開発されている。
通常のパターン形成方法では、バターニングナベき層（
または基板）上に微細なパターンを得るために厚さを薄
くしたレジスト層を形成し、露光−ニングすべき層のエ
ツチングを行な９てパターンを得た・しかじ、ドライエ
ツチングを用いて、バターニングすべき層をエツチング
する際、レジスト層が削られる成るいは高温で溶解する
等の原因により、厚さの薄いレジスト層ではバターニン
グすべき層のマスクとして働かず微細なパターンが得ら
れないという欠点がある。特に、基板上の一部に酸化膜
等が設けられステップ状を形成している基板では、レジ
スト層を該バターニングすぺき層上に一様な厚さで形成
すゐことは困難で、レジスト層の厚さに大きなｄらっき
を生じる。このため、該レジスト層の現偉条件の選択が
困難であるという問題が生じる。
または基板）上に微細なパターンを得るために厚さを薄
くしたレジスト層を形成し、露光−ニングすべき層のエ
ツチングを行な９てパターンを得た・しかじ、ドライエ
ツチングを用いて、バターニングすべき層をエツチング
する際、レジスト層が削られる成るいは高温で溶解する
等の原因により、厚さの薄いレジスト層ではバターニン
グすべき層のマスクとして働かず微細なパターンが得ら
れないという欠点がある。特に、基板上の一部に酸化膜
等が設けられステップ状を形成している基板では、レジ
スト層を該バターニングすぺき層上に一様な厚さで形成
すゐことは困難で、レジスト層の厚さに大きなｄらっき
を生じる。このため、該レジスト層の現偉条件の選択が
困難であるという問題が生じる。
従来、これらの問題の解決策として三層から成るエツチ
ングマスクを形成してエツチングする所謂トリレベル（
三層方式）によるバターニング方法が考えられた。この
方法について次に簡単に説明することにする。
ングマスクを形成してエツチングする所謂トリレベル（
三層方式）によるバターニング方法が考えられた。この
方法について次に簡単に説明することにする。
ステップ状を形成しているパターニングすぺ籾層上に段
差を埋めて表面がフクットになるよう忙有機質のポリマ
一層を厚く形成する。次に厚さの薄す無機質の中間層、
更にレジスト層を遂次該パターニングすべき層上に形成
した後、骸レジスト層をパターニングし、該レジスト層
をマスクとして中間層をエツチングする。このとき、中
間層の厚さは薄いためアンダーカット等の問題を生じな
いで最初のパターンをそのまま中間層に転写できる。次
いで、ポリマ一層をエツチングするが、レジスト層は有
機質であるため酸素プラズマ等を用いればポリマ一層と
同時にエツチングされ、中間層が露出される。ことでポ
リｉ一層のマスクとして働くのは中間層である。最後に
、中間層とポリマ一層をマスクとしてパターニングすべ
き層をエツチングしたのが前記したトリレベルによるパ
ターニング方法である。尚、ポリマ一層は感光性という
ことを考えないでよいため高温に強いものを選ぶことが
できる。また、マスク層が厚いため、エツチングの際削
られてマスクとして働かなくなるという問題は解消され
る。
差を埋めて表面がフクットになるよう忙有機質のポリマ
一層を厚く形成する。次に厚さの薄す無機質の中間層、
更にレジスト層を遂次該パターニングすべき層上に形成
した後、骸レジスト層をパターニングし、該レジスト層
をマスクとして中間層をエツチングする。このとき、中
間層の厚さは薄いためアンダーカット等の問題を生じな
いで最初のパターンをそのまま中間層に転写できる。次
いで、ポリマ一層をエツチングするが、レジスト層は有
機質であるため酸素プラズマ等を用いればポリマ一層と
同時にエツチングされ、中間層が露出される。ことでポ
リｉ一層のマスクとして働くのは中間層である。最後に
、中間層とポリマ一層をマスクとしてパターニングすべ
き層をエツチングしたのが前記したトリレベルによるパ
ターニング方法である。尚、ポリマ一層は感光性という
ことを考えないでよいため高温に強いものを選ぶことが
できる。また、マスク層が厚いため、エツチングの際削
られてマスクとして働かなくなるという問題は解消され
る。
しかしながら、この方法にもいくつかの問題がある。こ
れらの問題点を２つの実際例を挙けて示すととＫする。
れらの問題点を２つの実際例を挙けて示すととＫする。
パターニングすべき層がアルｉニウム層でありそして中
間層にアモルファスシリコン層を用いたとき、アルミニ
ラム社活性の強い元素であるためエツチングガスと反応
し易くマスク下にアンダーカットを生じ微細なパターン
が得られないという問題が生じた。
間層にアモルファスシリコン層を用いたとき、アルミニ
ラム社活性の強い元素であるためエツチングガスと反応
し易くマスク下にアンダーカットを生じ微細なパターン
が得られないという問題が生じた。
二番目の実際例として、パターニングすべき層が二酸化
シリコン層であり、中間層に熱酸化マグネシウム層を用
いたとき、ドライエツチングの際に物理的にスパッター
されたマスク材料である熱酸化マグネシウムが二酸化シ
リコン層に再付着し、それがマスクとなって二酸化シリ
スン層のエツチング領域に突起状の残渣が形成されると
いう問題が生じた。
シリコン層であり、中間層に熱酸化マグネシウム層を用
いたとき、ドライエツチングの際に物理的にスパッター
されたマスク材料である熱酸化マグネシウムが二酸化シ
リコン層に再付着し、それがマスクとなって二酸化シリ
スン層のエツチング領域に突起状の残渣が形成されると
いう問題が生じた。
本発明の目的は前記したパターニングすベキ層のエツチ
ング領域に突起状の残渣及びマスク下にアンダーカット
が形成されるのを防ぎ、高精度な微細パターン形成方法
を提供するにある。
ング領域に突起状の残渣及びマスク下にアンダーカット
が形成されるのを防ぎ、高精度な微細パターン形成方法
を提供するにある。
本発明はパターニングすべき層をエツチングする前に従
来マスクとして働いていた中間層を除去してポリマ一層
を露出させた後、該ポリマ一層をマスクとして該パター
ニングすべき層をエツチングして微細なパターンを得よ
うとするものである。
来マスクとして働いていた中間層を除去してポリマ一層
を露出させた後、該ポリマ一層をマスクとして該パター
ニングすべき層をエツチングして微細なパターンを得よ
うとするものである。
中間層を完全に除去することで中間層が物理的忙スパッ
ターされて中間層を形成する材料がパターニングすべき
層に再付着してマスクとなるのを避けることができ、該
パターニングすベキ層のエツチング領域に突起状の残渣
が形成されることがなくなる。また、この方法ではアン
ダーカットも大幅に減少する効果が生じる。その理由は
まだ明確には解明されておらず推測の段階ではあるが、
中間層が除去され有機質のポリｉ一層がマスクとしての
役目を働すこと忙よシ、ドライエツチングの際、ポリマ
一層から出てくるカーボンが化学的成るいは物理的要因
によってパターニングすべき層の溝の側面に付着し、エ
ツチングガスによる反応を抑え、マスク下のアンダーカ
ットを防止することができるものと推察される。
ターされて中間層を形成する材料がパターニングすべき
層に再付着してマスクとなるのを避けることができ、該
パターニングすベキ層のエツチング領域に突起状の残渣
が形成されることがなくなる。また、この方法ではアン
ダーカットも大幅に減少する効果が生じる。その理由は
まだ明確には解明されておらず推測の段階ではあるが、
中間層が除去され有機質のポリｉ一層がマスクとしての
役目を働すこと忙よシ、ドライエツチングの際、ポリマ
一層から出てくるカーボンが化学的成るいは物理的要因
によってパターニングすべき層の溝の側面に付着し、エ
ツチングガスによる反応を抑え、マスク下のアンダーカ
ットを防止することができるものと推察される。
本発明の一実施例を説明することにする。図面は本発明
の一実施例であるパターン形成方法の種種の段階を示し
九ものである。
の一実施例であるパターン形成方法の種種の段階を示し
九ものである。
最初に酸化膜１が一部形成さｎているステップ状の基板
２にスパッター・デポジシ雪ン法でアルＳニウムを基板
２及び酸化膜１表面全面に１μの厚さで堆積させ、パタ
ーニングすべきアル電ニウム層３を形成する（第１図）
。次にアルｌｘウム３上にポジ型レジストを２μの厚さ
にスピン塗布した後、段差をなく ｔ、＊Ｗをフラット
にするため九温度２００℃で２０分間熱処理し、７−−
させるととくよって表面が７ラツＦなポリマ一層４が得
られる（第２図）。次いで平行平板プラズマ・デポジン
１フ装置を用いて、装置内にシランガスを１分間に２０
０００流し、シランガスの圧力を０、５ Ｔｏｒｒに保
ち、電極単位面積当た）の高周波電力を０．２Ｗ／ｄＫ
印加することによりてシランガスが励起されプラズマ状
態となり２５０℃に保持された基板のポリマ一層４上に
２分間で０．２μの厚さのアモルファスシリコンが析出
し、中間層５を形成する（第３図）。中間層５の上に更
にポジ型レジストをスピン塗布し、０．５μの厚さのレ
ジスト層６を形成すゐ（第４図）。レジスト層６をステ
ップアンドリピート型露光装置で露光し、ポジレジメト
用現像液に１分間侵すと露光されていないレジスト層の
領域は残存し、露光された領域が除去され窓７が開けら
れパターンが得られる（第５図）。この様にしてパター
ニングされたレジスト層６をマスクとしてバレル型プラ
ズマエツチング装置を用いて、装置内に５−の酸素を含
んだ７７＃７１４ガｘ（ＣＦ、）をＱ、４Ｔｏｒｒ導入
し、高周波出力２００Ｗを印加してガスプラズマを発生
させ、１分間エツチングを行ない窓７下の中間層５に窓
７′を形成する（第６図）。続いてリアクティブイオン
エツチング装置を用いて、装置内に酸素を１分間に５０
ＣＣ流し、酸素ガスの圧力を０．０４ Ｔｏｒｒ Ｋ
保ち、電極単位面積当九りの高周波電力をＯ，！ｉ Ｗ
／ｄ Ｋ印加して前と同様にプラズマを発生させ２２分
間エツチングを行なうとポリマ一層４とレジスト層６は
同じポジ型レジストで形成されているのでレジスト層６
は除去され、パターニングされた中間層５をマスクとし
て窓７′下のポリ！一層４に窓７′が形成される（第７
図）。
２にスパッター・デポジシ雪ン法でアルＳニウムを基板
２及び酸化膜１表面全面に１μの厚さで堆積させ、パタ
ーニングすべきアル電ニウム層３を形成する（第１図）
。次にアルｌｘウム３上にポジ型レジストを２μの厚さ
にスピン塗布した後、段差をなく ｔ、＊Ｗをフラット
にするため九温度２００℃で２０分間熱処理し、７−−
させるととくよって表面が７ラツＦなポリマ一層４が得
られる（第２図）。次いで平行平板プラズマ・デポジン
１フ装置を用いて、装置内にシランガスを１分間に２０
０００流し、シランガスの圧力を０、５ Ｔｏｒｒに保
ち、電極単位面積当た）の高周波電力を０．２Ｗ／ｄＫ
印加することによりてシランガスが励起されプラズマ状
態となり２５０℃に保持された基板のポリマ一層４上に
２分間で０．２μの厚さのアモルファスシリコンが析出
し、中間層５を形成する（第３図）。中間層５の上に更
にポジ型レジストをスピン塗布し、０．５μの厚さのレ
ジスト層６を形成すゐ（第４図）。レジスト層６をステ
ップアンドリピート型露光装置で露光し、ポジレジメト
用現像液に１分間侵すと露光されていないレジスト層の
領域は残存し、露光された領域が除去され窓７が開けら
れパターンが得られる（第５図）。この様にしてパター
ニングされたレジスト層６をマスクとしてバレル型プラ
ズマエツチング装置を用いて、装置内に５−の酸素を含
んだ７７＃７１４ガｘ（ＣＦ、）をＱ、４Ｔｏｒｒ導入
し、高周波出力２００Ｗを印加してガスプラズマを発生
させ、１分間エツチングを行ない窓７下の中間層５に窓
７′を形成する（第６図）。続いてリアクティブイオン
エツチング装置を用いて、装置内に酸素を１分間に５０
ＣＣ流し、酸素ガスの圧力を０．０４ Ｔｏｒｒ Ｋ
保ち、電極単位面積当九りの高周波電力をＯ，！ｉ Ｗ
／ｄ Ｋ印加して前と同様にプラズマを発生させ２２分
間エツチングを行なうとポリマ一層４とレジスト層６は
同じポジ型レジストで形成されているのでレジスト層６
は除去され、パターニングされた中間層５をマスクとし
て窓７′下のポリ！一層４に窓７′が形成される（第７
図）。
然る後、バレル型プラズ１エツチング装置を用ｉて、装
置内に５−の酸素が含まれている７レオン１４ガスを導
入し、為周波出力２００Ｗを印加して中間層５を除去し
た後（第８図）、リアクティブイオンエツチング装置を
用いて三塩化ホウ素と三塩化リンの混合ガスを０．０６
Ｔｏｒｒ装置内に導入し、電極単位面積当九シの高周
波電力ｏ、詳しｉを印加して慾７′下のアル電ニウム層
３をパターニングされたポリマ一層４をマスクとしてエ
ツチングし□、窓７′を開くことができる（第９図）。
置内に５−の酸素が含まれている７レオン１４ガスを導
入し、為周波出力２００Ｗを印加して中間層５を除去し
た後（第８図）、リアクティブイオンエツチング装置を
用いて三塩化ホウ素と三塩化リンの混合ガスを０．０６
Ｔｏｒｒ装置内に導入し、電極単位面積当九シの高周
波電力ｏ、詳しｉを印加して慾７′下のアル電ニウム層
３をパターニングされたポリマ一層４をマスクとしてエ
ツチングし□、窓７′を開くことができる（第９図）。
この後□、ポリマ一層４を、バレル型プラズマエツチン
グ装置に酸素ガスをＩ Ｔｏ％入し、高周波出力５００
Ｗで１０分間エツチングして、除去すると目的のアル電
ニウム層にパターンが得られることになる（第１０図）
。本発明の一実施例によればマスク層下のアンダーカッ
トを防止でき、アル電ニウム層に微細なパターンを得る
ことができる・ なお、この一実施例Ｋかいてアモルファスシリコンの中
間層５に窓７′を形成するエツチング工程、及びポリマ
一層４のエツチング後の中間層５の除去において、バレ
ル型プラズマエツチング装置を使用したが、かわシにリ
アクティブイオンエツチング装置を用い８０９Ｇの四塩
化炭素と２０１の酸素からなる混合ガスを１分間に８０
ＣＣ流し圧力０．０５Ｔｏｒｒ電極単位面積尚たりの高
周波電力ｏ、 ｓ ｗ／ｃＩ１．で４分間エツチングす
る方法を用いて亀よい。又最後のポリマ一層４の除去も
リアクティブイオンエツチング装置を用い、酸素ガスを
５００ ＣＣ流しＱ、 ３ Ｔｏｒｒの圧力で電極単位
面積当たシの高周波電力０．１シーで行うことができる
。
グ装置に酸素ガスをＩ Ｔｏ％入し、高周波出力５００
Ｗで１０分間エツチングして、除去すると目的のアル電
ニウム層にパターンが得られることになる（第１０図）
。本発明の一実施例によればマスク層下のアンダーカッ
トを防止でき、アル電ニウム層に微細なパターンを得る
ことができる・ なお、この一実施例Ｋかいてアモルファスシリコンの中
間層５に窓７′を形成するエツチング工程、及びポリマ
一層４のエツチング後の中間層５の除去において、バレ
ル型プラズマエツチング装置を使用したが、かわシにリ
アクティブイオンエツチング装置を用い８０９Ｇの四塩
化炭素と２０１の酸素からなる混合ガスを１分間に８０
ＣＣ流し圧力０．０５Ｔｏｒｒ電極単位面積尚たりの高
周波電力ｏ、 ｓ ｗ／ｃＩ１．で４分間エツチングす
る方法を用いて亀よい。又最後のポリマ一層４の除去も
リアクティブイオンエツチング装置を用い、酸素ガスを
５００ ＣＣ流しＱ、 ３ Ｔｏｒｒの圧力で電極単位
面積当たシの高周波電力０．１シーで行うことができる
。
この方法では、中間層５のエツチングから、ポリマ一層
４のエツチング、中間層５の除去、アル建ニウム層３の
エツチング、ポリマ一層４の除去を同一装置を用いて連
続的に行うことが可能であシ、試料の出し入れ、装置間
の移送等の手間が省けるのでよシ望ましい。
４のエツチング、中間層５の除去、アル建ニウム層３の
エツチング、ポリマ一層４の除去を同一装置を用いて連
続的に行うことが可能であシ、試料の出し入れ、装置間
の移送等の手間が省けるのでよシ望ましい。
本発明によれば、パターニングすべき層または基板のエ
ツチング領域に突起状の残渣及びマスク下にアンダーカ
ットが形成されるのを防ぐことができるので、高精度な
微細パターンが得られるという効果がある。
ツチング領域に突起状の残渣及びマスク下にアンダーカ
ットが形成されるのを防ぐことができるので、高精度な
微細パターンが得られるという効果がある。
／Ｄ
第１図乃至第頷図は本発明の一実施例であるパターン形
成方法の種々の段階を示した半導体素子の略図的断面図
である。 ２、基板 ３．アルミニウム層 ４、ポジ型レジスト層（ポリｉ一層） ５．７モル７アスシリコン層（中間層）６、ポジ型レジ
スト層
成方法の種々の段階を示した半導体素子の略図的断面図
である。 ２、基板 ３．アルミニウム層 ４、ポジ型レジスト層（ポリｉ一層） ５．７モル７アスシリコン層（中間層）６、ポジ型レジ
スト層
Claims (1)
- バターニングすべき層また轄基板上に第一層として有機
質のポリマ一層、その上に第二層として無機質の中間層
、更にその上に第三層としてレジスト層を順次形成する
工程と、第三層をバターニングし、峡部三層をマスクと
して第二層をエツチングし−（ターニングする工程と、
以上の工程の後に第二層をマスクとして第一層をエツチ
ングし、バターニングし、−１第三層をエツチング除去
して第二層を露出させる工程と、その後該第二層を除去
して第一層を露出させてから、該第一層をマスクとして
骸パターニングすべき層または基板をエツチングする工
程とを含むととを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189681A JPS583232A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189681A JPS583232A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583232A true JPS583232A (ja) | 1983-01-10 |
| JPH0224017B2 JPH0224017B2 (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=14312677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10189681A Granted JPS583232A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583232A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167428A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 微細加工方法 |
| JPS61123144A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 微細加工方法 |
| JPH0212810A (ja) * | 1988-04-19 | 1990-01-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体装置の形成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107775A (en) * | 1975-03-19 | 1976-09-24 | Hitachi Ltd | Handotaisochino bisaikakohoho |
| JPS55151338A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fabricating method of semiconductor device |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10189681A patent/JPS583232A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107775A (en) * | 1975-03-19 | 1976-09-24 | Hitachi Ltd | Handotaisochino bisaikakohoho |
| JPS55151338A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fabricating method of semiconductor device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167428A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 微細加工方法 |
| JPS61123144A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 微細加工方法 |
| JPH0212810A (ja) * | 1988-04-19 | 1990-01-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体装置の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224017B2 (ja) | 1990-05-28 |
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