JPS61288427A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS61288427A
JPS61288427A JP12985885A JP12985885A JPS61288427A JP S61288427 A JPS61288427 A JP S61288427A JP 12985885 A JP12985885 A JP 12985885A JP 12985885 A JP12985885 A JP 12985885A JP S61288427 A JPS61288427 A JP S61288427A
Authority
JP
Japan
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resist
film
pattern
oxide film
silicon oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP12985885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Amasawa
天沢 敬生
Susumu Muramoto
村本 進
Hideo Oikawa
及川 秀男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP12985885A priority Critical patent/JPS61288427A/en
Publication of JPS61288427A publication Critical patent/JPS61288427A/en
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive stabilization of the characteristics of the title semiconductor device by a method wherein the infiltration of sodium into a substrate when a resist ashing treatment is performed is prevented by inserting a metal film between a resist and a substrate in a pattern forming process. CONSTITUTION:An Si oxide film 102 is formed by performing a thermal oxidization on an SiO substrate 101, and then a thin Mo film 103 is deposited thereon. A resist 104 is applied, a prescribed baking is performed, and then a resist pattern 105 is formed by performing exposing and developing treatment. Subsequently, the Mo film is etched using the resist pattern 105 as a mask, and an Mo pattern 106 and a silicon oxide film pattern 107 are formed by etching the Si oxide film. Then, the resist pattern 105 is incinerated in oxygenous plasma using a cylindrical type incinerating device, and after the resist is removed, the Mo pattern located under the resist pattern is removed using sulfuric acid and hydrogen peroxide mixed solution. An Si oxide film pattern is formed by performing the above-mentioned procedures.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に製造工程で
用いるレジスト灰化処理における汚染防止に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to prevention of contamination during resist ashing treatment used in the manufacturing process.

[開示の概要] 本発明は半導体装置の製造方法において、基板と有機高
分子層との間に金属薄膜を挿入することにより、レジス
トを沃化処理する時の基板へのナトリウム汚染を防止す
る技術を開示するものである。
[Summary of the Disclosure] The present invention provides a technology for preventing sodium contamination of a substrate when iodizing a resist by inserting a metal thin film between a substrate and an organic polymer layer in a method of manufacturing a semiconductor device. This is to disclose.

なお、この概要はあくまでも本発明の技術内容に迅速に
アクセスするためにのみ供されるものであって、本発明
の技術的範囲および権利解釈に対しては何の影響も及ぼ
さないもの・である。
Please note that this summary is provided solely for the purpose of quickly accessing the technical content of the present invention, and does not have any influence on the technical scope of the present invention or the interpretation of rights. .

[従来の技術] 従来、LSIを代表とする半導体装置は写真食刻による
加工技術を用いて製造されている。これは、加工しよう
とする基板上にレジスト膜を塗布した後、露光現象によ
りレジストパターンを形成し、然る後にレジストパター
ンをマスクとして基板をエツチングするというものであ
る。エツチングした後にはエツチングマスクに使用した
レジストパターンはレジストはぐり液による湿式法又は
酸素プラズマによる灰化法を用いて除去される。
[Prior Art] Conventionally, semiconductor devices, typified by LSIs, have been manufactured using photolithographic processing technology. This method involves coating a resist film on a substrate to be processed, forming a resist pattern by exposure, and then etching the substrate using the resist pattern as a mask. After etching, the resist pattern used as the etching mask is removed using a wet method using a resist stripper or an ashing method using oxygen plasma.

しかるに近年の半導体装置の高性能化に伴なって、微細
加工が要求されており、このため、材料のエツチング方
法は従来多用されてきたウェットエツチング法から、プ
ラズマを用いたドライエツチングに置き変わって来てい
る。また、これに伴って、レジストはくり法も酸素プラ
ズマによる沃化法が主流となってきた。これはドライエ
ツチングプロセスでレジストパターンの表面が変質し、
一般の湿式法では除去できなくなるためである01以上
のように、現状ではエツチングおよびその後のレジスト
除去はいずれもプラズマを用いたドライプロセスで行わ
れている。
However, as the performance of semiconductor devices has improved in recent years, microfabrication is required, and for this reason, the method of etching materials has changed from the conventional wet etching method to dry etching using plasma. It is coming. Along with this, the iodization method using oxygen plasma has become the mainstream resist stripping method. This is because the surface of the resist pattern is altered during the dry etching process.
This is because the resist cannot be removed by a general wet method.As mentioned above, at present, both etching and subsequent resist removal are performed by a dry process using plasma.

ところが最近、レジストの灰化処理工程において、レジ
スト中のナトリウムがレジスト下のシリコン酸化膜中に
侵入する現象が明らかとなった(H,Akiya et
al:Jpn J、 Appl、 Phys、、 20
(1981,) p647 )。通常用いられているレ
ジスト中には1 ppmに近いオーダーのナトリウムが
含まれており、何も対策を講じない場合にはこのほぼ全
量がシリコン酸化膜中に侵入してしまう、この侵入のメ
カニズムは現段階では明確ではないが、次のような説明
がなされている。レジスト灰化中にはレジストの構成材
料である有機高分子はプラズマ中の酸素原子との酸化反
応によって気体となって除去される。一方、レジスト中
に含まれているナトリウム原子は、気化されることがほ
とんどないために基板表面に蓄積されていく、このため
灰化終了時点では基板表面に高濃度のナトリウム層が形
成される。この状態で酸素のようなイオン化ポテンシャ
ルが10eV (シリコン酸化膜の価電子帯上端のエネ
ルギーレベル)よりも大きなイオンの衝撃を受けると、
イオンの中性化プロセスによってナトリウムがイオン化
し、可動化してシリコン酸化膜中に移動“する0以上の
ようにして1011 〜10”c「2の多量のナトリウ
ムがシリコン酸化膜内に導入される。シリコン酸化膜は
半導体装置のプレーナ構造を形成する基本材料であり半
導体装置の製造工程では、保護膜や絶縁膜として多用さ
れている。またナトリウムは特にMOS型の半導体装置
では特性不安定を引き起こす主要因である。これらの理
由から、レジスト灰化処理工程におけるシリコン酸化膜
内へのナトリウム汚染は重大な問題であると考えられる
。このナトリウムの侵入を防ぐ方法として、シールドプ
ラズマ中で灰化することによりイオン衝撃を避ける方法
や、雰囲気ガスを変える方法などが提案されているが、
いずれも十分な効果を得ていない、また、レジスト中の
ナトリウム量を低減する努力もなされているが、大幅な
改善は難かしい状況である。
However, recently, it has become clear that sodium in the resist invades the silicon oxide film under the resist during the resist ashing process (H, Akiya et al.
al: Jpn J, Appl, Phys, 20
(1981,) p647). Commonly used resists contain sodium on the order of 1 ppm, and if no measures are taken, almost all of this will penetrate into the silicon oxide film.The mechanism of this penetration is Although it is not clear at this stage, the following explanation has been given: During resist ashing, the organic polymer that is the constituent material of the resist is removed in the form of a gas through an oxidation reaction with oxygen atoms in the plasma. On the other hand, the sodium atoms contained in the resist are almost never vaporized and are therefore accumulated on the substrate surface, so that a highly concentrated sodium layer is formed on the substrate surface at the end of ashing. In this state, when bombarded by ions such as oxygen whose ionization potential is greater than 10 eV (the energy level at the top of the valence band of the silicon oxide film),
The ion neutralization process ionizes and mobilizes sodium, which moves into the silicon oxide film.A large amount of sodium from 1011 to 10c2 is introduced into the silicon oxide film. Silicon oxide film is a basic material that forms the planar structure of semiconductor devices, and is often used as a protective film or insulating film in the manufacturing process of semiconductor devices.Sodium is also a major cause of unstable characteristics, especially in MOS type semiconductor devices. For these reasons, sodium contamination into the silicon oxide film during the resist ashing process is considered to be a serious problem.As a way to prevent this sodium from entering, ashing in a shield plasma is considered to be a serious problem. methods to avoid ion bombardment and to change the atmospheric gas have been proposed.
None of these methods have had sufficient effects, and although efforts have been made to reduce the amount of sodium in the resist, it is difficult to achieve a significant improvement.

[発明が解決しようとする問題点1 以上述べたように、従来行われている写真食刻法を用い
た半導体装置の製造工程ではレジスト灰化処理における
ナトリウム汚染を完全に防止することは困難であり、こ
のため半導体装置め特性安定性が低下するという欠点が
あった。
[Problem to be Solved by the Invention 1] As stated above, it is difficult to completely prevent sodium contamination during resist ashing in the conventional semiconductor device manufacturing process using photolithography. Therefore, there was a drawback that the stability of the characteristics of the semiconductor device deteriorated.

本発明の目的は、レジストに代表される有機高分子層を
灰化するときの、基板へのナトリウム汚染を防止するこ
とにある。
An object of the present invention is to prevent sodium contamination of a substrate when an organic polymer layer typified by a resist is ashed.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明においては、有機高
分子層灰化時のシリコン酸化膜中へのナトリウム侵入を
防ぐために、基板と有機高分子層との間に金属薄膜を挿
入する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, in order to prevent sodium from entering into the silicon oxide film during ashing of the organic polymer layer, the substrate and the organic polymer layer are A thin metal film is inserted between them.

[作用] 本発明の構成によれば、プラズマを用いてレジストを灰
化する際、シリコン酸化膜表面に堆積された金属薄膜の
存在により、ナトリウムのイオン化が妨げられるので、
ナトリウムは酸化膜中には侵入しない。
[Function] According to the configuration of the present invention, when the resist is ashed using plasma, the presence of the metal thin film deposited on the surface of the silicon oxide film prevents the ionization of sodium.
Sodium does not penetrate into the oxide film.

[実施例] [実施例1] 第1図は、本発明を、シリコン基板上に形成されたシリ
コン酸化膜の加工に応用した実施例を説明する図である
。第1図(a)に示すように・ンリコン基板101を熱
酸化し、膜厚500人のシリコン酸化膜102を形成し
た。次に第1図(b)に示すように薄いMo膜103を
堆積した。 No膜堆積はDCマグネトロンスパッタを
用いて行い、膜厚を30人と3000人とに変えた2種
類の試料を作製した。また参考のために従来工程と同様
にMo膜を堆積しない試料も用意した。引き続いて第1
図(C)に示すように、公知のレジスト104を厚さ1
.5ル■塗布し、所定のベークを行った0次に第1図(
d)に示すように露光、現象処理によりレジストパター
ン105を形成した。この場合の露光法は通常の光露光
を用いたが、レジストの種類によっては電子ビーム露光
が有効な場合もある。絶縁膜上のレジストに電子ビーム
露光を行う場合にはチャージアップの影響により微細な
パターン形成ができないことがあるが、本発明の場合に
はレジスト下に導電性薄膜を有しているため、このよう
な問題は解決される0次に第1図(e)に示すようにレ
ジストパターン105をマスクとしてMo膜をエツチン
グし、続いてシリコン酸化膜をエツチングすることによ
りMOパターン106およびシリコン酸化膜パターン1
07を形成した0MO膜のエツチングは、N。
[Example] [Example 1] FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which the present invention is applied to processing a silicon oxide film formed on a silicon substrate. As shown in FIG. 1(a), a silicon oxide film 102 having a thickness of 500 wafers was formed by thermally oxidizing a silicon oxide film 101. As shown in FIG. Next, as shown in FIG. 1(b), a thin Mo film 103 was deposited. The No film was deposited using DC magnetron sputtering, and two types of samples were prepared with film thicknesses of 30 and 3000. For reference, a sample without depositing a Mo film was also prepared as in the conventional process. Subsequently, the first
As shown in Figure (C), a known resist 104 is coated with a thickness of 1
.. Figure 1 (Fig. 1)
As shown in d), a resist pattern 105 was formed by exposure and phenomenon processing. Although ordinary light exposure was used as the exposure method in this case, electron beam exposure may be effective depending on the type of resist. When performing electron beam exposure on a resist on an insulating film, it may be impossible to form a fine pattern due to the effect of charge-up, but in the case of the present invention, since there is a conductive thin film under the resist, this can be avoided. Next, as shown in FIG. 1(e), the Mo film is etched using the resist pattern 105 as a mask, and then the silicon oxide film is etched to form the MO pattern 106 and the silicon oxide film pattern. 1
The etching of the 0MO film on which 07 was formed was carried out using N.

膜が極めて薄いので通常の硝酸系、過酸化水素系或いは
フェリシアン化カリウム系のエツチング液を用いて軽く
エツチングするのみでよい、また、ドライエツチングで
も良好に加工できる。いずれにおいてもNo膜厚を十分
に薄くし、レジストとのパターン変換差を全く問題ない
程度に小さく抑えることができる。本実施例では希硝酸
を用いてN。
Since the film is extremely thin, it only needs to be lightly etched using an ordinary nitric acid-based, hydrogen peroxide-based, or potassium ferricyanide-based etching solution, and it can also be processed satisfactorily by dry etching. In either case, the No film thickness can be made sufficiently thin, and the difference in pattern conversion with the resist can be suppressed to a level that causes no problem at all. In this example, diluted nitric acid was used to remove nitrogen.

膜のエツチングを行い、続いてシリコン酸化膜をバッフ
ァフッ酸液を用いてエツチングした。次に第1図(f)
に示すようにレジストパターン105を円筒型の沃化処
理装置を用いて酸素プラズマ中で   −灰化した。灰
化条件は圧力0.1torr 、パワー100111で
40分間である。このようにしてレジストを除去した後
、硫酸・過酸化水素混液を用いてレジストパターン下の
Noパターンを除去した。このときN。
The film was etched, and then the silicon oxide film was etched using a buffered hydrofluoric acid solution. Next, Figure 1(f)
As shown in FIG. 3, the resist pattern 105 was ashed in oxygen plasma using a cylindrical iodizing device. The ashing conditions were a pressure of 0.1 torr and a power of 100111 for 40 minutes. After removing the resist in this way, the No pattern under the resist pattern was removed using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. At this time, N.

膜をレジストの下に挿入していない従来工程の試料も同
時に浸漬した0以上の工程により第1図(g)に示すよ
うにシリコン酸化膜パターンを形成した。これらの試料
についてTVS (TriangularVoltag
e Sweep)法を用いてシリコン酸化膜中の可動イ
オン量を評価した。 TVS法は200〜300℃程度
に昇温した状態でシリコン酸化膜にランプ電圧を印加し
、シリコン酸化膜中を移動したイオンの変移電流を検出
することによって可動イオン量を評価するものである。
A silicon oxide film pattern as shown in FIG. 1(g) was formed by simultaneously immersing a sample in the conventional process in which the film was not inserted under the resist. TVS (Triangular Voltag
The amount of mobile ions in the silicon oxide film was evaluated using the Sweep method. The TVS method evaluates the amount of mobile ions by applying a ramp voltage to the silicon oxide film at an elevated temperature of about 200 to 300° C. and detecting the transition current of ions moving in the silicon oxide film.

電圧を印加するために第1図(g)の構造のシリコン酸
化膜上にAn電極を形成して↑vS測定を行った。
In order to apply a voltage, an An electrode was formed on the silicon oxide film having the structure shown in FIG. 1(g), and ↑vS measurements were performed.

その結果、レジスト下に薄いMo膜を用いない従来工程
ではおよそl Q 12 c m−2のイオンが検出さ
れた。一方、レジスト下に膜厚30人または3000人
のMo膜を堆積した試料では可動イオン量はTVS法の
検出限界(3X 109cm−2)以下であった。この
ようにレジスト塗布前に薄いMo膜を堆積するだけでレ
ジスト灰化時に生ずるシリコン酸化膜中へのナトリウム
侵入を防止することができる。この理由は現段階では明
らかではないが、考えられるモデルとしては、シリコン
酸化膜表面に堆積されたMo膜にイオンが入射してもM
o膜内の電子により中性化され、ナトリウムがイオン化
しないことがあげられる。
As a result, in the conventional process that does not use a thin Mo film under the resist, approximately l Q 12 cm -2 ions were detected. On the other hand, in the samples in which a Mo film with a thickness of 30 or 3000 was deposited under the resist, the amount of mobile ions was below the detection limit of the TVS method (3×10 9 cm −2 ). In this way, simply by depositing a thin Mo film before applying the resist, it is possible to prevent sodium from penetrating into the silicon oxide film that occurs when the resist is ashed. The reason for this is not clear at this stage, but one possible model is that even if ions are incident on the Mo film deposited on the surface of the silicon oxide film, the M
The reason for this is that the sodium is neutralized by the electrons within the o-film and does not ionize.

本実施例ではMo膜を用いたがWやTa、Ai等の他の
金属または合金でも十分に効果を得ることができる。ま
た、金属膜の厚さに関しては本実施例に示したように3
0人と極めて薄い場合でも可動イオンの混入を防止でき
ることから、膜厚の適用範囲は広い。しかしながら、金
属膜が薄くなった場合には膜構造が島状となってしまい
、更に、島と島との間隔が、電子のトンネルできる距離
以上に離れた場合には、導電性が得られなくなって本発
明で期待する効果が得られなくなってしまう。島゛状構
造となる膜厚は金属の種類によっても大きく異なる。一
般に高融点金属の方が島状構造になりにくく、例えばM
o膜の場合、膜厚1−0λでも導電性を示した。これに
対してAu膜の場合、形成条件にも依存するが、500
人程度の厚さ以下では導電性は得られなかった。一方、
金属膜を厚くした場合にはレジストと金属とのパターン
変換差が生じて微細加工上不利となる。加工性を問題と
しない場合にはいくらでも厚くすることが可能である。
Although a Mo film is used in this embodiment, other metals or alloys such as W, Ta, and Al can also be used to obtain sufficient effects. Furthermore, the thickness of the metal film is 3 as shown in this example.
Since it is possible to prevent the incorporation of mobile ions even when the film is extremely thin, it has a wide range of application in film thickness. However, when the metal film becomes thin, the film structure becomes island-like, and furthermore, when the distance between the islands is longer than the distance that allows electron tunneling, conductivity cannot be obtained. Therefore, the expected effects of the present invention cannot be obtained. The thickness of the film forming the island-like structure varies greatly depending on the type of metal. In general, high melting point metals are less likely to form an island structure, for example M
In the case of the O film, conductivity was exhibited even at a film thickness of 1-0λ. On the other hand, in the case of an Au film, although it depends on the formation conditions,
Conductivity could not be obtained below the thickness of a human. on the other hand,
When the metal film is made thicker, a difference in pattern conversion occurs between the resist and the metal, which is disadvantageous in terms of microfabrication. If workability is not an issue, it can be made as thick as desired.

またレジスト種に関しては通常市販されているレジスト
例えばAZ系、0FPR等はいずれも従来工程では汚染
がみられたが、本発明の工程を採用することにより汚染
を防止できた。更に、第1図ではシリコン基板上に形成
されたシリコン酸化膜の加工を対象として実施例を示し
たが、シリコン酸化膜であればシリコン基板を熱酸化し
たちの以外にCVD法等を用いて堆積した膜でも、或い
はリンやポロン等を含む膜でも同様の効果が得られる。
Regarding resist types, contamination was observed in conventional commercially available resists such as AZ series and 0FPR, but contamination could be prevented by employing the process of the present invention. Furthermore, although Fig. 1 shows an example for processing a silicon oxide film formed on a silicon substrate, in the case of a silicon oxide film, it is possible to process a silicon oxide film by using a CVD method or the like in addition to thermally oxidizing the silicon substrate. A similar effect can be obtained with a deposited film or a film containing phosphorus, poron, or the like.

即ち、配線工程における居間絶縁膜の加工や、多結晶シ
リコン上のシリコン酸化膜の加工にも十分適用できる。
That is, it is fully applicable to the processing of a living room insulating film in a wiring process and the processing of a silicon oxide film on polycrystalline silicon.

更にシリコン酸化膜でなく、シリコン窒化膜などにおい
ても侵入のメカニズムを考慮すると同様の現象であると
考えられ、本発明が適用できる。
Furthermore, considering the mechanism of invasion, the present invention can be applied to not only silicon oxide films but also silicon nitride films, etc., since the same phenomenon occurs when considering the mechanism of invasion.

[実施例2] 第2図は本発明を、3層レジストを用いたシリコン酸化
膜の加工に応用した実施例を示す図である。第2図(a
)に示すように、基板201上に形成されたシリコン酸
化膜202の表面に厚さ100人のW膜203を堆積し
た後、有機高分子層204、中間層205.レジスト層
206を順次堆積し、204,205 。
[Example 2] FIG. 2 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to processing a silicon oxide film using a three-layer resist. Figure 2 (a
), after depositing a W film 203 with a thickness of 100 nm on the surface of a silicon oxide film 202 formed on a substrate 201, an organic polymer layer 204, an intermediate layer 205 . Resist layers 206 are sequentially deposited 204, 205.

20Bから構成される3層レジストを形成した0次に露
光・現像処理により第2図(b)に示すようにレジスト
パターン207を形成した。続いて第2図(C)のよう
に、レジストパターン207をマスクとして中間層、有
機高分子層を順次加工し、3層レジストパターン208
を形成した。続いて第2図(d)に示すように3層レジ
ストパターンをマスクとしてW膜、シリコン酸化膜を順
次加工し、Wパターン208、シリコン酸化膜パターン
210を形成した0w膜の加工は希硝酸等を用いても良
いが、   −W膜が薄い場合には3暦レジストパター
ンを形成する際に同一装置を用いて引き続いて加工する
ことも可能である。この場合には、酸素にCF4やCC
1a等のガスを添加した方がより効率的である。最後に
、3層レジストパターン208およびWパターン208
を除去して、基板上にシリコン酸化膜パターンが形成さ
れた第2図(e)の構造を得た。
A resist pattern 207 was formed as shown in FIG. 2(b) by a zero-order exposure and development process using a three-layer resist composed of 20B. Next, as shown in FIG. 2(C), the intermediate layer and the organic polymer layer are sequentially processed using the resist pattern 207 as a mask to form a three-layer resist pattern 208.
was formed. Next, as shown in FIG. 2(d), the W film and the silicon oxide film are sequentially processed using the three-layer resist pattern as a mask. However, if the -W film is thin, it is also possible to process it successively using the same device when forming the three-year resist pattern. In this case, oxygen contains CF4 and CC.
It is more efficient to add gas such as 1a. Finally, the three-layer resist pattern 208 and the W pattern 208
was removed to obtain the structure shown in FIG. 2(e) in which a silicon oxide film pattern was formed on the substrate.

以上の工程において有機高分子層としてA21370レ
ジストを用いておりかつ3層レジストパターンを除去す
る際に酸素プラズマ中で処理していることから、W膜を
挿入しない従来の工程ではシリコン酸化膜中に1012
0ffl−2程度の可動イオンが認められることが分か
っている。しかしながら、本実施例においては可動イオ
ンは検出されなかった0以上は3層レジストを用いた例
であるが、2層レジストにおいても同様の効果が得られ
る。また、金属膜の種類、膜厚、レジストの種類が変わ
った場合でも実施例1と同様に十分に効果が期待できる
In the above process, A21370 resist is used as the organic polymer layer and the three-layer resist pattern is removed in oxygen plasma. 1012
It is known that mobile ions of about 0ffl-2 are observed. However, in this example, a three-layer resist is used for 0 or more in which no mobile ions were detected, but the same effect can be obtained with a two-layer resist. Further, even when the type of metal film, film thickness, and type of resist are changed, the same effect as in Example 1 can be expected.

[実施例3] 第3図は、本発明をレジストをマスクとして基板に選択
的にイオン注入する工程に応用した実施例を示す図であ
る。第3図(a)に示すように実施例1と同様な方法で
、シリコン基板301の表面にシリコン酸化膜302を
形成し、更にMOパターン303、レジストパターン3
04を形成した。次にヒ業イオン注入を行い基板にn+
層305を形成した。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a process of selectively implanting ions into a substrate using a resist as a mask. As shown in FIG. 3(a), a silicon oxide film 302 is formed on the surface of a silicon substrate 301 in the same manner as in Example 1, and further an MO pattern 303 and a resist pattern 3 are formed.
04 was formed. Next, perform ion implantation into the substrate with n+
Layer 305 was formed.

この後、レジストパターン304を灰化処理により除去
し、続いてNo膜を硫酸・過酸化水素混腋により除去し
た0本工程におけるシリコン酸化膜中へのナトリウム汚
染は全く認められなかった。なお、以上の工程において
、No膜を30λ程度と薄くしてあれば、No膜の加工
をしないで残しておき、No膜を通して基板にイオン注
入することが可能である。この場合にはイオン注入時の
基板表面での電荷蓄積を防止でき、シリコン酸化膜の絶
縁破壊を防ぐことができる。レジストマスクを用いてイ
オン注入する工程は例えばCMOS素子を製作する場合
のソース・ドレーン形成工程で多用されている。
Thereafter, the resist pattern 304 was removed by ashing treatment, and then the No film was removed by a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and no sodium contamination into the silicon oxide film was observed at all. Note that in the above steps, if the No film is made as thin as about 30λ, it is possible to leave the No film unprocessed and implant ions into the substrate through the No film. In this case, charge accumulation on the substrate surface during ion implantation can be prevented, and dielectric breakdown of the silicon oxide film can be prevented. The process of implanting ions using a resist mask is often used, for example, in the process of forming sources and drains when manufacturing CMOS devices.

これらの工程ではレジスト中にイオンが打込まれるため
、レジスト自身が変質し、レジストはぐり液を用いた湿
式法では除去できなくなってしまう、このような場合に
は酸素プラズマを用いた沃化処理で除去する以外にない
。従来の方法ではこの沃化処理工程で汚染が発生し、問
題であったが、本発明を用いることによって解決できた
In these processes, ions are implanted into the resist, which changes the quality of the resist itself and makes it impossible to remove it using a wet method using a resist stripping solution. There is no choice but to remove it. In the conventional method, contamination occurred during this iodization treatment step, which was a problem, but this problem could be solved by using the present invention.

[実施例41 第4図は実施例1,2.3を組み合わせてCMOS半導
体装置を製造した例であって、主要な製造工程を示した
ものである。初めに第4図(a)に示すように、公知の
手法を用いて形成された素子間分離領域402とウェル
領域403とを有するシリコン基板401を用意し、更
に素子となるべき領域に膜厚200人のゲート酸化膜4
04を形成した8次に第4図(b)に示すように、多結
晶シリコン薄膜405を形成し、熱酸化法を用いて多結
晶シリコン酸化膜406を形成した。次に実施例1に示
した方法を用いて多結晶シリコン酸化膜パターン407
を形成し、引き続いて多結晶シリコンをエツチングして
多結晶シリコンパターン40Bを形成することにより、
第4図(C)の構造を得た。この場合に具体的には、多
結晶シリコン酸化膜上に厚さ100人のN。
[Example 41] FIG. 4 is an example in which a CMOS semiconductor device was manufactured by combining Examples 1, 2, and 3, and shows the main manufacturing steps. First, as shown in FIG. 4(a), a silicon substrate 401 having an inter-element isolation region 402 and a well region 403 formed using a known method is prepared, and a film thickness is further increased in the region to become an element. 200 people gate oxide film 4
After forming 04, as shown in FIG. 4(b), a polycrystalline silicon thin film 405 was formed, and a polycrystalline silicon oxide film 406 was formed using a thermal oxidation method. Next, using the method shown in Example 1, a polycrystalline silicon oxide film pattern 407 is formed.
and subsequently etching the polycrystalline silicon to form a polycrystalline silicon pattern 40B.
The structure shown in FIG. 4(C) was obtained. Specifically, in this case, N is deposited on the polycrystalline silicon oxide film to a thickness of 100 nm.

膜を堆積した後、レジストを塗布し露光Φ現像処理によ
りレジストパターンを形成し、これをマスクとじてNo
膜および多結晶シリコン酸化膜をエツチングした。レジ
ストパターンとNoパターンの除去は多結晶シリコンの
エツチングの前に行ってもよいし、後で行ってもよい0
次に第4図(d)に示すように多結晶シリコンパターン
の側面を熱酸化し、シリコン基板の表面が全面シリコン
酸化膜で覆われる構造とした0、次に第4図(e)に示
すように厚さ30人のMO膜409を堆積し、更に84
図(f)に示すように第1のレジストパターン410を
形成した後リンイオン注入を行ってn+ソース・ドレー
ン領域411を形成した。この場合に、No膜は30人
と極めて薄いので注入イオンは十分No膜をつき抜ける
ことができる。レジストパターンと多結晶シリコンパタ
ーンおよび素子間分離領域は膜厚が十分厚いのでイオン
がつきぬけることができないため、基板に選択的にイオ
ン注入することができる。なお、イオン注入する前にレ
ジストパターン下以外の部分のNoを除去しておくこと
も可能である0次に、沃化処理により第1のレジストパ
ターン410を除°去した後、第4図(g)に示すよう
にリンがイオン注入された領域を第2のレジストパター
ン412で覆ってポロンイオン注入を行い、 p+ソー
ス・ドレーン領域413を形成した。
After depositing the film, a resist is applied, a resist pattern is formed by exposure Φ development processing, and this is used as a mask to form a No.
The film and polycrystalline silicon oxide film were etched. The resist pattern and No. pattern may be removed before or after polycrystalline silicon etching.
Next, as shown in FIG. 4(d), the side surfaces of the polycrystalline silicon pattern were thermally oxidized to create a structure in which the entire surface of the silicon substrate was covered with a silicon oxide film, and then as shown in FIG. 4(e). An MO film 409 with a thickness of 30 mm is deposited as shown in FIG.
As shown in FIG. 5F, after forming a first resist pattern 410, phosphorus ions were implanted to form n+ source/drain regions 411. In this case, since the No film is extremely thin, the implanted ions can sufficiently penetrate through the No film. The resist pattern, the polycrystalline silicon pattern, and the element isolation region are sufficiently thick so that ions cannot penetrate through them, so that ions can be selectively implanted into the substrate. Note that it is also possible to remove No. 410 from the portions other than under the resist pattern before ion implantation.Next, after removing the first resist pattern 410 by iodine treatment, As shown in g), the region into which phosphorous ions were implanted was covered with a second resist pattern 412, and poron ions were implanted to form p+ source/drain regions 413.

イオン注入の後、第2のレジストパターンの灰化処理、
No膜のエツチングを行った0本実施例では、(r)、
(g)の工程で同一のNo膜を用いたが、各々のイオン
注入の後に除去して新たに堆積してもよい。両イオン注
入の後、注入イオンの活性化の熱処理を行い、更に第4
図(h)に示すように層間絶縁膜414を堆積した後、
第4図(i)に示すように層間絶縁膜に六開けを行いA
ll配線415を形成した0以上の工程において、絶縁
膜上にレジストパターンを形成する工程は素子間分離領
域の形。
After ion implantation, ashing treatment of the second resist pattern,
In this example, where the No film was etched, (r),
Although the same No film was used in the step (g), it may be removed and newly deposited after each ion implantation. After both ion implantations, heat treatment is performed to activate the implanted ions, and then the fourth implantation is performed.
After depositing the interlayer insulating film 414 as shown in Figure (h),
As shown in Figure 4 (i), six holes are made in the interlayer insulating film.
In the step 0 or more in which the ll wiring 415 is formed, the step of forming a resist pattern on the insulating film is in the form of an element isolation region.

成や、多結晶シリコン酸化膜の加工9層間絶縁膜の穴開
は等、数多くあるが、これらすべてに本発明を適用する
ことができる。
There are many problems such as forming a polycrystalline silicon oxide film, processing a polycrystalline silicon oxide film, and making holes in an interlayer insulating film, and the present invention can be applied to all of them.

また、半導体装置も0MO8以外にNMOS 、バイポ
ーラ、更にガリウムヒ素集積回路等多くの種類があるが
、これらにおいて絶縁膜パターンを形成する工程には、
本発明を適用することができる。
In addition, there are many types of semiconductor devices other than 0MO8, such as NMOS, bipolar, and even gallium arsenide integrated circuits.
The present invention can be applied.

[発明の効果] 以上説明したように公知の写真食刻技術を用いたパター
ン形成工程において、レジストと基板との間に金属膜を
挿入することによってレジスト灰化処理工程における基
板へのナトリウム侵入を防止することができ、特性が安
定な半導体装置の構造が可能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, by inserting a metal film between the resist and the substrate in the pattern forming process using the known photolithography technique, sodium intrusion into the substrate in the resist ashing process can be prevented. This makes it possible to construct a semiconductor device with stable characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明をシリコン基板上に形成されたシリコ
ン酸化膜の加工に応用した実施例を示す図、 第2図は本発明を3層レジストを用いたシリコン酸化膜
の加工に応用した実施例を示す図、第3図は本発明を、
レジストマスクとして基板に選択的にイオン注入する工
程に応用した実施例を示す図、 第4図は本発明をCMOS半導体装置の製造に応用した
実施例を示す図である。 101・・・シリコン基板、 102・・・シリコン酸化膜、 103・・・MO膜、 104・・・レジスト層、 105・・・レジストパターン、 108・・・MOパターン、 107・・・シリコン酸化膜パターン、201・・・基
板、 202・・・シリコン酸化膜、 203・・・W膜、 204・・・有機高分子層、 205・・・中間層、 20B・・・レジスト層、 207・・・レジストパターン。 208・・・3層レジストパターン、 209・・・Wパターン。 特許出願人   日本電信電話株式会社代 理 人  
 弁理士 谷  義 −第1図 4オンブ主入 第3図 \4ノ               1Nノ′第4図 第4図
Figure 1 shows an example in which the present invention is applied to processing a silicon oxide film formed on a silicon substrate. Figure 2 shows an example in which the present invention is applied to processing a silicon oxide film using a three-layer resist. A diagram showing an embodiment, FIG. 3 shows the present invention,
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a process of selectively implanting ions into a substrate as a resist mask. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to manufacturing a CMOS semiconductor device. 101... Silicon substrate, 102... Silicon oxide film, 103... MO film, 104... Resist layer, 105... Resist pattern, 108... MO pattern, 107... Silicon oxide film Pattern, 201... Substrate, 202... Silicon oxide film, 203... W film, 204... Organic polymer layer, 205... Intermediate layer, 20B... Resist layer, 207... resist pattern. 208...Three-layer resist pattern, 209...W pattern. Patent applicant: Agent of Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Patent Attorney Yoshi Tani - Fig. 1 4 Main entry Fig. 3\4ノ 1Nノ' Fig. 4 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 少くとも一部分に絶縁性薄膜を有する基板上に金属薄膜
を堆積する工程と、該金属薄膜が堆積された基板上に有
機高分子層を堆層する工程と、該有機高分子層の任意領
域を除去して有機高分子層パターンを形成する工程と、
該有機高分子層パターンを灰化処理により除去する工程
と、前記金属薄膜の少なくとも前記有機高分子層パター
ン下に位置していた部分を除去する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
a step of depositing a metal thin film on a substrate having an insulating thin film on at least a portion; a step of depositing an organic polymer layer on the substrate on which the metal thin film is deposited; and a step of depositing an arbitrary region of the organic polymer layer. removing to form an organic polymer layer pattern;
Manufacturing a semiconductor device comprising: removing the organic polymer layer pattern by ashing; and removing at least a portion of the metal thin film located under the organic polymer layer pattern. Method.
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