JPS5994826A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）　　発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に関する。特に、微細パ
ターンの形成を可能とするように改良されたドライエツ
チング法を含む、半導体装置の製造方法に関する。

（２）　　技術の背景 半導体装置の製造方法においては、種々の材料のエツチ
ングを行なう工程が必須ｆあり、近年の半導体装置の高
集積化に伴ない、これらの材料のエツチング工程に対す
る加工の微細化が要求されている。

このエツチング法は、薬剤を使用してなすウェット（湿
式）エツチング法よ、イオン、プラズマ等の粒子を使用
してなすドライ（乾式）エツチング法とに大別される。

前者は、被エツチング材とエツチング液との選択的な化
学反応を利用したもので、簡易ではあるが、等方的にエ
ツチングが進行するため、サイドエッチやアンダーカッ
ト等の問題を生じ微細化には限界がある。一方、後者は
粒子の破エツチング材に対する物理的あるいは化学的作
用を利用したもので、異方性を有し、ノミターンの微細
化には有効１ある。

ところで、上記のエツチング工程は、被エツチング材の
所望の領域を選択的に除去してなされるので、微細化の
要求に応えるためには、その前段階であるマスクパター
ンの形成が正確に行ｔＩわれなければならない。マスク
パターンの形成は、通常−被エツチング材上に形成され
たレジスト膜に、紫外線又は電子ビームを照射して露光
したのち、それを現像するフォトリングラフイー法又は
電子ビームリソグラフィー法によってなされ、残゛余の
レジストをマスクとしてエツチングが行なわれる。

（３）　　従来技術と問題点 そこで、従来技術にあっては、紫外線露光法のような回
折現象等の欠点を伴なわない電子ビーム露光法を含む電
子ビームリングラフイー法とドライエツチング法とを組
み合わせて使用することによって／ｅターンのイ萩釉１
化及び精度の向上への努力がなされている。

この電子ビーム露光法には、通常、電子ビームに対［７
て高感度を有する電子ビーム露光用レジスト（以下、Ｋ
Ｂレジストという。）が使用されるが、上記のドライエ
ツチング法において、被エツチング材のエツチングレー
トとマスクとなるＥＢレジストとのエツチングレートと
、の差が必ずしも大きくない、すなわち、耐ドライエツ
チング性が低いという傾向がある。換言すれば、被エツ
チング材　′のエツチングが進行すると同時にＥＢレジ
ストマスクもかなりエツチングされてしまうという不利
益が生じる。従って、正確な・ぐターンを得るためには
ＥＢレジストの厚さを厚くする必要があり、上記の微細
化が明まれるという欠点を有する。

（４）　　発明の目的 本発明の目的は、この欠点を解消することにあｊＪ、Ｋ
Ｂ　レジストの耐ドライエツチング性が高められており
、結果として、レジスト膜の厚さを低減することができ
、微細パターンの形成が可能であるドライエツチング工
程を含む、半導体装置の製造方法を提供することにある
。

（５）発明の構成 本発明に係る半導体装置の製造方法は、被エツチング材
上に金属薄膜を形成し、この薄膜上に電子線露光用レジ
スト膜を形成し、該電子線露光用レジスト膜の所望の領
域を電子線霧光法を使用して一翫光したのち現像して前
Ｓピ電子線篇光用レジスト膜に所望のパターンを形成し
、前記金属薄膜の露出している領域を除去し、ドライエ
ツチング法を使用し７て前記被エツチング材に前記所望
のパターンを形成する工程を含むことにより実現される
。

ドライエツチング法に使用される反応性ガスによ４１、
ＢＢレジスト自体がエツチングされることはその組成上
やむを得ないので、本発明の発明者は、マスクとしての
ＦＢ　レジストのエツチングがその領域の被エツチング
材にま〒及ばないように何らかの方法でＢＢレジストの
エツチングの進行を閉止すればよいと考え、そのために
は、ＥＢレジストト被エツチング材との間にエツチング
ストッパとして機能する層を設ければよいとの着想を得
た。

この着想を具体化するために、エツチングストッパとな
る材料の有すべき要件は、（イ）形成が容易であること
、（ロ）ドライエツチングに１更用される反応性ガスに
対する耐性が良好なこと、□ＥＢ　レジスト及び被エツ
チング材との密着性が良好１あること、に）ドライエツ
チング工程終了゛後容易に除去できること、等であり、
本発明の発明者は、上記の条件を満足するエツチングス
トッパ材料を見出すために実験を車ねた結果、アルミニ
ウム（Ａ／）等の金属をもってエツチングストッパとす
ると上記の欠点を解消しうろことを確認して本発明を完
成した。

なお、エツチングレトノ・ぐとして金属を使用すること
によ１）、ドライエツチングにおいて不可避的に生ずる
電荷の蓄積を放電によって解消できるため、更に効果的
である０ 又、被エツチング材によって、反応性ガスも異なるので
、それに応じて適切な金属の神類な選択する必要がある
ことは言うまでもなく、その組み合わせの数例を挙げて
下記に表記する。

多結晶シリコン 二酸化シリコン　　三弗化メタン 窒化シリコン　　　四弗化炭素 ガリウムヒ素　　　塩素系ガス　　　　白金二酸化シリ
コン　　　ＯＦ　４　ｒ　ＯＨＦ　ｇ　ｒ　　金（下地
はＴｔ　、　０ｒ）（窒化シリコン、ＧａＡｓ）　　塩
素系ガス上記いずれの組み合わせにおいても、金属より
なるエツチングストッパにより、ＥＢレジストのエツチ
ングが閉止されるため、ＥＢレジストを薄くなすことが
可能となり、パターンの微細化に有効に寄与する。

（６）発明の実施例 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
装置の製造方法の要旨であるドライエツチング法を使用
したパターン形成工程について説明し本発明の構成と特
有の効果とを明らかにする。

−例として、アルミニウム（Ａｌ）よりなるエンチング
ストツノξを使用してノンドープ二酸化シリコン（Ｓ１
０２）層のパターニングを行なう場合について述べる。

第１図参照 ノンドープ二酸化シリコン（Ｓ１０゜）よりなる層２が
１．０μｍ程度の暦さに形成されたシリコン（Ｓｌ）よ
りなる基板１上の全面に、スパッタ成長法等を使用して
アルミニウム（ＡＺ’）よりなる層３を０．２μｍ程度
の厚さに形成する。

第２図参照 上記アルミニウム（Ａｌ）層３の全面にＦＢレジスト４
を１．５μｍ〜１．０μｍ程度の厚さに形成し、しかる
のち、電子ビーム露光法を使用して・ξターニングを行
ない開口５を形成する。

第３図参照 ノンドープ二酸化シリコン（Ｓｉ０２）層２　ノエソチ
ングに先立ち、上記の開口５において露出しているアル
ミニウム層を除去し、新たな開口５′を形成する。この
工程は、例えば、イオンミリング法を使用して約３分間
エツチング゛を行なうことにより実行可能である。

第４図参照 続いて、ノンドープ二酸化シリコン（ｓ　ｘ　ｏ　ｚ’
　）層２のドライエツチングを実行し、開口５′を設は
パターニングを完了する。この工程は、三フッ化メタン
（ＣＨＦ３）ガスを反応性ガスとして７Ｉすドライエツ
チング法等を使用して実行できる０この工程終了後、残
余のＥＢレジストとアルミニウム（Ａｌ）層とを公知の
方法を用いて除去する。

上記の工程において、ＥＢレジストの厚さは、厚さ０．
２μｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）＃のエツチングに劇
えうる厚さとなせばよいため、十分薄くすることが可能
となり、パターンの微細化に打効に寄与する。

なお、上記に示した被エツチング材とエツチングストッ
パ材との組み合わせのいずれにおいても、本実施例に示
した如き効果が得られることは言うまでもない。

（７）発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によりば、ＥＢレジストの耐
ドライエツチング性が高められており、結果として、レ
ジスト膜の厚さを低減することができ、微細ツクターン
の形成が可能↑ドライエツチング工程を含む、半導体装
置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例に係る半導体装
置のｉｔ造方法の要旨であるドライエツチング法を使用
したパターン形成工程の主要工程完了後の基板断面図で
ある。 １・・シリコン（Ｓｌ）基板、２・・・ノンドープ二酸
化７リコン（ＳｉＯ７）ＪＷＪ、３・・・エツチングス
トッパとして機能するアルミニウム（Ａｌり層、４・・
・ＦＢレジスト、５・・・ＥＢレジストの）ξターニン
グによって形成さ牙また開口、５′・・・アルミニウム
（Ａｌり層のエツチングによって形成された開口、５″
・・・ノンド−プ二酸化７リコン（Ｓ１０□）層のドラ
イエソチ−ングによって形成された開口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被エツチング材上に金属薄膜を形成し、該金属薄膜上に
   電子線露光用レジスト膜を形成し、該電子線露光用レジ
   スト膜の所望の領域な電子線露光法を使用して露光した
   のち現像して前記電子線露光用レジスト膜に所望の、ｅ
   ターンを形成し、前記金属薄膜の露出している領域を除
   去し、ドライエツチング法を使用して前記被エツチング
   材に＾１記所望のパターンを形成する工程を含む、半導
   体装置の製造方法。