JPS62293720A - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents
微細パタ−ン形成方法Info
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- JPS62293720A JPS62293720A JP13882086A JP13882086A JPS62293720A JP S62293720 A JPS62293720 A JP S62293720A JP 13882086 A JP13882086 A JP 13882086A JP 13882086 A JP13882086 A JP 13882086A JP S62293720 A JPS62293720 A JP S62293720A
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Links
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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】
発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体デバイスのR細パターン形成方法に関し
、特に1μm以下(サブミクロン)の微細パターン形成
方法に関する。
、特に1μm以下(サブミクロン)の微細パターン形成
方法に関する。
マイクロ波デバイスの中で、特にGaAs−FETやI
Cなどは数十G tl zの超高周波帯で高利得化を果
たすために、0.5−0.25μmのデー1〜長寸法を
要求している。従来、サブミクロン・パターンを転写す
る露光法として光りソグラフィでは密着露光法、10:
1あるいは5:1の縮小投影露光法があり、EB−X線
リングラフィでは電子ビーム直接描画法、X線露光法が
用いられている。
Cなどは数十G tl zの超高周波帯で高利得化を果
たすために、0.5−0.25μmのデー1〜長寸法を
要求している。従来、サブミクロン・パターンを転写す
る露光法として光りソグラフィでは密着露光法、10:
1あるいは5:1の縮小投影露光法があり、EB−X線
リングラフィでは電子ビーム直接描画法、X線露光法が
用いられている。
上述した従来の露光法のパターン転写寸法とウェーハの
スルーブツトとの関係を第3図に示す。先ず、密着露光
法(図中CT)は簡易なサブミクロン転写技術としてコ
スト・パフォーマンスの良い手段であるが、ウェーハと
フォトマスクの密着に伴う欠陥が生じやすく、また、フ
ォトマスクベントによるパターンディストーションの発
生などの致命的な問題がある。一方、縮小投影露光法(
図中PJ)は、現在最も広く利用され、最近g線(波長
436nm)露光がちi線(波長365nm)露光に移
行し、加えてレジスト手法の改良を行うことで、それま
での限界解像力1μm前後から0.6μmレベルへ対応
できるまでに至っている。しかしながら、現状ではこれ
以上の大幅な微細化は困難であり、0.5μm以下のデ
バイスは実用上無理がある。一方、X線露光法(図中X
RL)は0.5−04μmレベルの転写が可能であるが
、X線用マスク技術の習熟やアラインメント精度の向上
が必要で、完全な実用化には今少し年月を要する。
スルーブツトとの関係を第3図に示す。先ず、密着露光
法(図中CT)は簡易なサブミクロン転写技術としてコ
スト・パフォーマンスの良い手段であるが、ウェーハと
フォトマスクの密着に伴う欠陥が生じやすく、また、フ
ォトマスクベントによるパターンディストーションの発
生などの致命的な問題がある。一方、縮小投影露光法(
図中PJ)は、現在最も広く利用され、最近g線(波長
436nm)露光がちi線(波長365nm)露光に移
行し、加えてレジスト手法の改良を行うことで、それま
での限界解像力1μm前後から0.6μmレベルへ対応
できるまでに至っている。しかしながら、現状ではこれ
以上の大幅な微細化は困難であり、0.5μm以下のデ
バイスは実用上無理がある。一方、X線露光法(図中X
RL)は0.5−04μmレベルの転写が可能であるが
、X線用マスク技術の習熟やアラインメント精度の向上
が必要で、完全な実用化には今少し年月を要する。
電子ビーム直接描画法(図中EB)は、Ojμmまでの
パターニングが実用化しており、縮小投影露光法の限界
を越える0、5μm以下のパターン形成として、現在、
方法論的にも最も確立したサブミクロンパターニング技
術である0反面、第3図に示すように、ウェー・ハのス
ルーブツトが0.3μmで4枚/時と極端に低く、コス
ト・パフォーマンスが悪いという欠点がある。このよう
に、サブミクロン・パターンの転写に有用となる露光法
は、縮小投影露光法と電子ビーム直接描画法であるが、
微細化とコスト・パフォーマンスの点で両者一長一短が
あり、現時点では充分なものとはいえない。
パターニングが実用化しており、縮小投影露光法の限界
を越える0、5μm以下のパターン形成として、現在、
方法論的にも最も確立したサブミクロンパターニング技
術である0反面、第3図に示すように、ウェー・ハのス
ルーブツトが0.3μmで4枚/時と極端に低く、コス
ト・パフォーマンスが悪いという欠点がある。このよう
に、サブミクロン・パターンの転写に有用となる露光法
は、縮小投影露光法と電子ビーム直接描画法であるが、
微細化とコスト・パフォーマンスの点で両者一長一短が
あり、現時点では充分なものとはいえない。
本発明の目的は、ウェーハのスルーブツトを損うことの
ない光りソグラフィの露光法でサブミクロンパターンを
形成する微細パターン形成方法を提供することにある。
ない光りソグラフィの露光法でサブミクロンパターンを
形成する微細パターン形成方法を提供することにある。
本発明の微細パターン形成方法は、基板あるいは基板上
の堆積膜の上に第1膜を堆積し、光りソグラフィ技術に
よりパターン形成を行いエツチング開口する工程と、段
差のある所を被覆するときの被覆性のよい第2膜を堆積
し異方性ドライエツチングで前記第1膜の開口部の側壁
にのみ前記第2膜を残す工程と、エツチングマスクとな
り且つ平坦性のよい第3膜を堆積する工程と、前記第3
膜を一様にエツチングして開口部にのみ第3膜を残しか
つ前記第1膜及び第2膜を露出させる工程と、前記第1
膜及び第2膜を除去することにより前記開口部の幅より
小さい寸法の反転パターンを形成する工程とを含んで構
成される。
の堆積膜の上に第1膜を堆積し、光りソグラフィ技術に
よりパターン形成を行いエツチング開口する工程と、段
差のある所を被覆するときの被覆性のよい第2膜を堆積
し異方性ドライエツチングで前記第1膜の開口部の側壁
にのみ前記第2膜を残す工程と、エツチングマスクとな
り且つ平坦性のよい第3膜を堆積する工程と、前記第3
膜を一様にエツチングして開口部にのみ第3膜を残しか
つ前記第1膜及び第2膜を露出させる工程と、前記第1
膜及び第2膜を除去することにより前記開口部の幅より
小さい寸法の反転パターンを形成する工程とを含んで構
成される。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図(a)〜(h)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
この実施例は、本発明をGaAs−LSIのMESFE
T部のゲート形成に適用した例である。
T部のゲート形成に適用した例である。
まず、第1図(a>に示すように、能動層を形成した(
図示しない) GaAs基板1上にWSi膜2を堆積し
た構造の上にCVD法により第1膜とじて5i02膜3
を例えば厚みを1μm堆積し、通常の縮小投影露光法に
より例えば1.2μm幅開口のレジストパターン4を形
成する。
図示しない) GaAs基板1上にWSi膜2を堆積し
た構造の上にCVD法により第1膜とじて5i02膜3
を例えば厚みを1μm堆積し、通常の縮小投影露光法に
より例えば1.2μm幅開口のレジストパターン4を形
成する。
次に、第1図(b)に示すように、露出している5i0
2膜3をCF4系ガスの反応性イオンエツチング(以下
RIEと称する)法により垂直にエツチングしエッチマ
スクとなったレジストパターン4を除去する。この時点
における開口幅Wを仮にレジストパターン幅と同一にな
ったとする。
2膜3をCF4系ガスの反応性イオンエツチング(以下
RIEと称する)法により垂直にエツチングしエッチマ
スクとなったレジストパターン4を除去する。この時点
における開口幅Wを仮にレジストパターン幅と同一にな
ったとする。
次に、第1図(C)に示すように、段差のある所を被覆
するときの被覆性のよい膜堆積法、例えば7” ラズ7
CVD法や減圧CVD (LP−CVD)法により第2
膜としてSiO□膜5を堆積させる。尚、第1膜と第2
膜は同一の膜堆積法且つ同一膜材料であることもある得
る。あらかじめ第2膜の5i02膜の厚み、つまり平坦
部の膜厚tと第11摸開口部の側壁部膜厚Lswの関係
を第2図の如く捕捉しておき、例えばt=9000人と
すると、Lswは4500人になる。
するときの被覆性のよい膜堆積法、例えば7” ラズ7
CVD法や減圧CVD (LP−CVD)法により第2
膜としてSiO□膜5を堆積させる。尚、第1膜と第2
膜は同一の膜堆積法且つ同一膜材料であることもある得
る。あらかじめ第2膜の5i02膜の厚み、つまり平坦
部の膜厚tと第11摸開口部の側壁部膜厚Lswの関係
を第2図の如く捕捉しておき、例えばt=9000人と
すると、Lswは4500人になる。
次に、第1図(d)に示すように、RIE法や反応性イ
オンビームエツチング(RIBE)法により異方性エツ
チングを行い、開口部の側壁膜6を残す。
オンビームエツチング(RIBE)法により異方性エツ
チングを行い、開口部の側壁膜6を残す。
次に、第1図(e)に示すように、第3Mとしてポジレ
ジストアを1〜2μmの厚さに塗布し、150〜200
℃のベークを施し、表面を平滑化する。
ジストアを1〜2μmの厚さに塗布し、150〜200
℃のベークを施し、表面を平滑化する。
次に、第1図(f)に示すように、ドライエッチにより
第1膜の5i0211i3および側壁M6を所定厚みに
達するまで一様にエッチバックする。
第1膜の5i0211i3および側壁M6を所定厚みに
達するまで一様にエッチバックする。
次に、第1図(g)に示すように、バッフアート弗酸で
不用となった第1膜の5i02膜3および側壁膜6を除
去し、初期の開口幅Wより微細な、所謂反転パターン8
を形成する。この反転パターン8の幅りは側壁膜6幅L
swと初期の開口幅Wから近似的に次式で表わせる。
不用となった第1膜の5i02膜3および側壁膜6を除
去し、初期の開口幅Wより微細な、所謂反転パターン8
を形成する。この反転パターン8の幅りは側壁膜6幅L
swと初期の開口幅Wから近似的に次式で表わせる。
L=W−2Lsw
従って、本例の場合1.2μmのパターンから0.3μ
mの微細化したレジスタパターンが形成できる。
mの微細化したレジスタパターンが形成できる。
次に、第1図(h)に示したように、反転パターン8を
マスクにWsi膜3をドライエツチングし結果として、
0.3μmレベルのゲート長を有するゲート電極9を得
ることができる。
マスクにWsi膜3をドライエツチングし結果として、
0.3μmレベルのゲート長を有するゲート電極9を得
ることができる。
上記実施例は、GaAs−LSIに本発明を適用した場
合であるが、本発明は5i−LSIに適用しても同様の
効果が得られる。
合であるが、本発明は5i−LSIに適用しても同様の
効果が得られる。
以上説明したように本発明は、縮小投影露光法などの通
常の光りソグラフィ技術で、その限界解像力の範囲内で
再現よく安定にパターン形成できる領域を利用して、こ
の開ロバターンに堆積させた側壁膜厚により制御された
微細な反転パターンを得られるため、電子ビーム直接描
画法と同レベルのサブミクロンパターンを光リングラフ
ィ技術で形成することができ、スループットを損うこと
がないという効果がある。
常の光りソグラフィ技術で、その限界解像力の範囲内で
再現よく安定にパターン形成できる領域を利用して、こ
の開ロバターンに堆積させた側壁膜厚により制御された
微細な反転パターンを得られるため、電子ビーム直接描
画法と同レベルのサブミクロンパターンを光リングラフ
ィ技術で形成することができ、スループットを損うこと
がないという効果がある。
第1図(a)〜(h)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第2図は第
1図(C)の平坦部の膜厚と側壁部の膜厚の関係を示し
た相関図、第3図は各種露光法のパターン転写寸法とウ
ェーハのスリープツトとの関係を示す図である。 1−・−Gaks基板、2−WSi膜、3−5iOJJ
(第1膜)、4・・・レジストパターン、5・・・5
i02膜(第2膜)、6・・・側壁膜、7・・・ポジレ
ジスト(第3膜)、8・・・反転パターン、9・・・ゲ
ート電極。
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第2図は第
1図(C)の平坦部の膜厚と側壁部の膜厚の関係を示し
た相関図、第3図は各種露光法のパターン転写寸法とウ
ェーハのスリープツトとの関係を示す図である。 1−・−Gaks基板、2−WSi膜、3−5iOJJ
(第1膜)、4・・・レジストパターン、5・・・5
i02膜(第2膜)、6・・・側壁膜、7・・・ポジレ
ジスト(第3膜)、8・・・反転パターン、9・・・ゲ
ート電極。
Claims (1)
- 基板あるいは基板上の堆積膜の上に第1膜を堆積させる
工程と、光学露光法によりパターン形成し第1膜を選択
的にエッチングし窓あけする工程と、段差のある所を被
覆するときの被覆性に優れた膜堆積法により第2膜を全
面に堆積する工程と、前記第2膜を異方性ドライエッチ
ング法により前記窓あけした前記第1の側壁にのみ前記
第2膜を残す工程と、前記基板あるいは基板上の堆積膜
のエッチングマスクとなり且つ平坦性の優れた第3膜を
堆積する工程と、前記第3膜を一様に全面エッチングし
前記窓あけした部分にのみ前記第3膜を残しかつ前記第
1膜及び第2膜を露出させる工程と、前記第1膜及び第
2膜のみ除去することにより前記窓あけした寸法より小
さい寸法の反転パターンを形成する工程とを含むことを
特徴とする微細パターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13882086A JPS62293720A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 微細パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13882086A JPS62293720A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 微細パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62293720A true JPS62293720A (ja) | 1987-12-21 |
Family
ID=15230993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13882086A Pending JPS62293720A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 微細パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62293720A (ja) |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13882086A patent/JPS62293720A/ja active Pending
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