JPS63102322A - Pattern forming method - Google Patents
Pattern forming methodInfo
- Publication number
- JPS63102322A JPS63102322A JP24873986A JP24873986A JPS63102322A JP S63102322 A JPS63102322 A JP S63102322A JP 24873986 A JP24873986 A JP 24873986A JP 24873986 A JP24873986 A JP 24873986A JP S63102322 A JPS63102322 A JP S63102322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- etching
- pattern
- organic thin
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 19
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 4
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 4
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は微細構造のパターン形成方法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for forming patterns of microstructures.
従来の技術
半導体素子の高集積化が進むにつれて、リソグラフィ工
程の微細化、高精度化が要求され、三層レジスト工程（
一般的には多層レジスト工程）と呼ばれるリソグラフィ
技術が使われ始めている。Conventional Technology As the integration of semiconductor devices progresses, miniaturization and higher precision of the lithography process are required, and the three-layer resist process (
A lithography technique commonly referred to as a multilayer resist process is beginning to be used.
第４図ａ−ｄに、従来の三層レジスト工程を工程順断面
図で示す。この三層レジスト工程では、第４図ａに示す
ように、基板１上に有機薄膜２、塗布酸化膜５、レジス
ト６を形成する。次に、第４図すに示すように、露光、
現像を行うことにより、レジスト６にパターンを形成す
る。さらに、第４図Ｃに示すように、レジスト６のマス
クとして、塗布酸化膜５をエツチングすることにより、
塗布酸化膜５にレジスト６と同形のパターンを形成する
。最後に、第４図ｄに示すように、塗布酸化膜５をマス
クとして、酸素（ｏ２）プラズマを用いて有機薄膜２を
エツチングすることにより、有機薄膜２に所望のパター
ンを形成することができる。FIGS. 4a to 4d show step-by-step cross-sectional views of a conventional three-layer resist process. In this three-layer resist process, as shown in FIG. 4a, an organic thin film 2, a coated oxide film 5, and a resist 6 are formed on a substrate 1. Next, as shown in Figure 4, exposure,
A pattern is formed on the resist 6 by performing development. Furthermore, as shown in FIG. 4C, by etching the coated oxide film 5 as a mask for the resist 6,
A pattern having the same shape as the resist 6 is formed on the applied oxide film 5. Finally, as shown in FIG. 4d, by etching the organic thin film 2 using oxygen (O2) plasma using the coated oxide film 5 as a mask, a desired pattern can be formed in the organic thin film 2. .
発明が解決しようとする問題点
以上に述べた従来の三層レジスト工程では、塗布酸化膜
５のパターンをマスクとして、０２プラズマを用いて、
有機薄膜２をドライエツチングする場合に、以下の問題
点を生じる。すなわち、パターン変換誤差を小さくする
ために、ｌＱｍＴｏｒｒ未満の低圧でエツチングする必
要があるか、この条件下では、エツチング速度が１００
ｎｉ／分以下となり、スループットが低下する。一方、
１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒの圧力でエツチング
すれば、エツチング速度は１１００ｎ／分以上となるが
、パターン変換誤差が０．５μｍ以上となり、高精度の
パターン転写ができない。したがって、従来の方法では
、エツチング速度の向上とパターン変換誤差の低減とい
う２つの問題を同時に満足することができなかった。Problems to be Solved by the Invention In the conventional three-layer resist process described above, using the pattern of the coated oxide film 5 as a mask, using 02 plasma,
When dry etching the organic thin film 2, the following problems occur. That is, in order to reduce the pattern conversion error, it is necessary to perform etching at a low pressure of less than 1QmTorr, or under this condition, the etching rate is 100%
ni/min or less, and the throughput decreases. on the other hand,
If etching is performed at a pressure of 10 mTorr to 100 mTorr, the etching speed will be 1100 n/min or more, but the pattern conversion error will be 0.5 μm or more, making it impossible to transfer the pattern with high precision. Therefore, with the conventional method, it has not been possible to simultaneously satisfy the two problems of improving etching speed and reducing pattern conversion errors.
本発明は、上述の問題点を解消することが可能なりソグ
ラフィ技術を提供するものである。The present invention provides a lithography technique that can solve the above-mentioned problems.
問題点を解決するための手段
本発明は、第１層の有機薄膜上に、フッ素原子を含むプ
ラズマによるエツチング速度が１０ｎｍ／分以下の材料
でなる第２層の薄膜を設け、この第２層薄膜に、レジス
トを用いて所望パターンを形成し、ついで、同第２層薄
膜をマスクとして、ドライエツチングする工程をそなえ
たパターン形成方法である。Means for Solving the Problems The present invention provides a second layer thin film made of a material having an etching rate of 10 nm/min or less by plasma containing fluorine atoms on the first layer organic thin film. This pattern forming method includes the steps of forming a desired pattern on a thin film using a resist, and then performing dry etching using the second layer thin film as a mask.
作用
本発明により、最下層の第１層有機薄膜へのパターン転
写を、高速で、しかも精度よく行うことができる。Effect: According to the present invention, a pattern can be transferred to the first organic thin film as the lowermost layer at high speed and with high precision.
実施例
本発明の実施例を第１図により説明する。この図は、Ｓ
ｉ基板１上に有機薄膜２を形成し、塗布アルミナ（Ａｅ
２０３）膜３をマスクとして、ＣＦ４プラズマを用いて
ドライエツチングを行い、下層有機薄膜２にパターンを
転写する場合の概要断面図である。この実施例を第２図
ａ−ｄの工程順断面図に基づいて説明する。第２図ａの
ように、Ｓｉ基板１上に有機薄膜として１ボラツク系の
ホトレジスト２を２μｍの厚さで塗布し、温度２５０℃
で３０分間の熱処理を行う。その上に、塗布Ａ＋！２（
ｈ膜３を０．１μｍの厚さで塗布し、温度２００°Ｃで
、３０分間の熱処理を行う。塗布Ａｅ２０３膜３は、標
準的な例によると、水溶性樹脂７％、アルミニウム化合
物７％、水８６％の水溶液を５０００回転で回転塗布す
ることにより形成される。次に、この塗布Ａｅ２０３膜
３上に電子ビームレジスト、たとえば、ＰＭＭＡ （ポ
リメチルメタクリ−レート）６を１μｍの厚さで塗布し
、温度１７０℃で３０分間プリベータを行う。以上の工
程により、三層レジスト構造が形成される。次に、電子
ビーム露光装置を用いて、露光量６４μＣ／ ｃｉで所
定パターンを描画したのち、ＭＩＢＫ（メチルイソブチ
ルケトン）溶液を用いて、１分間現像することにより、
第２図すに示すように、ＰＭＭＡ６の所定パターンが形
成される。さらに、反応性イオンエツチング装置を用い
、ＲＦ電力密度０．２Ｗ／ｃ＋Ｊ。EXAMPLE An example of the present invention will be explained with reference to FIG. This figure is S
An organic thin film 2 is formed on an i-substrate 1, and coated with alumina (Ae).
203) A schematic cross-sectional view of the case where a pattern is transferred to the lower organic thin film 2 by performing dry etching using CF4 plasma using the film 3 as a mask. This embodiment will be explained based on the step-by-step cross-sectional views of FIGS. 2a to 2d. As shown in Figure 2a, a 1-volatile photoresist 2 is coated as an organic thin film on a Si substrate 1 to a thickness of 2 μm, and the temperature is 250°C.
Heat treatment is performed for 30 minutes. On top of that, apply A+! 2(
The H film 3 is applied to a thickness of 0.1 μm, and heat treated at a temperature of 200° C. for 30 minutes. According to a standard example, the coated Ae203 film 3 is formed by spin-coating an aqueous solution of 7% water-soluble resin, 7% aluminum compound, and 86% water at 5000 revolutions. Next, an electron beam resist such as PMMA (polymethyl methacrylate) 6 is applied to a thickness of 1 .mu.m on the applied Ae203 film 3, and prebeta is performed at a temperature of 170.degree. C. for 30 minutes. Through the above steps, a three-layer resist structure is formed. Next, a predetermined pattern was drawn using an electron beam exposure device at an exposure dose of 64 μC/ci, and then developed for 1 minute using a MIBK (methyl isobutyl ketone) solution.
As shown in FIG. 2, a predetermined pattern of PMMA 6 is formed. Furthermore, using a reactive ion etching device, the RF power density was 0.2 W/c+J.
圧力５ＱｍＴｏｒｒの条件下で水素（Ｈ２）ガスを用い
てプラズマエツチングを行う。このとき、塗布Ａン２０
３膜３のエツチング速度は０．０２５μ１ＩＩ１分であ
る。約４分間のエツチング処理を行い、第２図Ｃに示す
ように、塗布Ａｅ２０３膜３にレジストのＰ Ｍ Ｍ
Ａと同形パターンを形成する。最後に、１５ 布Ａ Ｌ
ｈ Ｏ３膜３パターンをマスクとして、反応性イオンエ
ツチング装置を用い、ＲＦ電力密度０ 、２ Ｗ ／
ｃ＋ｊ 、圧力１５ｍＴｏｒｒで四フッ化炭素（ＣＦ４
）１０％と０２との混合ガスを用いてプラズマエツチン
グを行い、第２図ｄに示すパターンを形成する。このと
き、ノボラック系ホトレジスト２のエツチング速度は０
．２μｌｌ１１分であり、このホトレジスト２から、Ａ
ｅ２０３膜３へのパターン変換誤差は０．１μＩ以下で
ある。第３図に、ノボラック系ホトレジストならびに塗
布Ａｅ２０３膜の各エツチング速度、および、これらに
よるパターン変換誤差を示す。ＲＦ電力密度は０．２Ｗ
／ｃ＋Ｊ。Plasma etching is performed using hydrogen (H2) gas under a pressure of 5 QmTorr. At this time, application A20
The etching rate of the 3-layer film 3 is 0.025μ1II1 minute. The etching process was performed for about 4 minutes, and as shown in FIG.
Forms the same pattern as A. Finally, 15 Cloth A L
h Using the 3 patterns of O3 film as a mask, using a reactive ion etching device, the RF power density was 0, 2 W/
c+j, carbon tetrafluoride (CF4) at a pressure of 15 mTorr
) Plasma etching is performed using a mixed gas of 10% and 02 to form the pattern shown in FIG. 2d. At this time, the etching rate of novolak photoresist 2 is 0.
．． 2 μl for 11 minutes, and from this photoresist 2, A
The pattern conversion error to the e203 film 3 is 0.1 μI or less. FIG. 3 shows the etching rates of the novolak photoresist and the coated Ae203 film, and the pattern conversion errors caused by these. RF power density is 0.2W
/c+J.
エツチングガスはＣＦ４１０％１０２である。プラズマ
エツチングの実用圧力条件下において、Ａｅ２０３膜の
エツチング速度は、いずれも、１０ｎｍ／分以下である
。また、圧力１０〜３ＱｍＴｏｒｒの条件で、ノボラッ
ク系ホトレジストのエツチング速度は平均的に０．２μ
ｍ／分であり、この領域でのパターン変換誤差は０．１
μｍ以下となる。The etching gas was CF410%102. Under practical pressure conditions for plasma etching, the etching rate of the Ae203 film is 10 nm/min or less. In addition, under the conditions of pressure 10 to 3 QmTorr, the etching rate of novolak photoresist is 0.2μ on average.
m/min, and the pattern conversion error in this region is 0.1
It becomes less than μm.
なお、以上の実施例では、最下層の有機薄膜をエツチン
グする際のマスクとして、塗布Ａ＆２０３膜を用いたが
、Ｆ原子を含むプラズマに対してドライエツチング速度
が１０ｎｍ／分以下の材料であれば、その材料を用いた
薄膜をマスクとして使用することができる。また、エツ
チングガスとしてもＣＦ４以外のＦ原子を含むガスを使
用することができる。In the above example, the coated A&203 film was used as a mask when etching the organic thin film at the bottom layer, but any material with a dry etching rate of 10 nm/min or less for plasma containing F atoms may be used. , a thin film made of this material can be used as a mask. Furthermore, a gas containing F atoms other than CF4 can be used as the etching gas.
発明の効果
本発明によると、多層レジスト工程を用いるリソグラフ
ィ技術において、最下層の有機薄膜を高い精度で、高速
にエツチングすることが可能となる。Effects of the Invention According to the present invention, in a lithography technique using a multilayer resist process, it becomes possible to etch the bottom organic thin film with high precision and at high speed.
第１図は本発明の実施例を示す概要断面図、第２図は本
発明の実施例を示す工程順断面図、第３図は本発明実施
例における諸特性図、第４図は従来例の場合の工程順断
面図である。
１・・・・・・基板、２・・・・・・有機薄膜（ノボラ
ック系ホトレジスト膜）、３・・・・・・塗布Ａ＋！２
０３膜、４・・・・・・ＣＦ４プラズマ。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名菓 １ 図
第 ２ 図
（ｂ＞
第３図
工９千ングがスｊＥ；’７ （ｍ Ｔｏｒｒ ）第４図
ｔｂ）
（Ｃ）
Ｃｄ）Fig. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a step-by-step sectional view showing an embodiment of the invention, Fig. 3 is a characteristic diagram of the embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a conventional example. It is a process order sectional view in the case of. 1...Substrate, 2...Organic thin film (novolac photoresist film), 3...Coating A+! 2
03 membrane, 4...CF4 plasma. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other famous person 1 Figure 2 (b > 3 Figure 4 tb) (C) Cd)
Claims (1)
るエッチング速度が１０ｎｍ／分以下の材料でなる第２
層の薄膜を設け、この第２層薄膜に、所定レジストマス
クを用いて、所望のパターンを形成し、ついで、同第２
層薄膜をマスクとしてドライエッチングする工程をそな
えたパターン形成方法。A second layer made of a material having an etching rate of 10 nm/min or less by plasma containing fluorine atoms is placed on the first layer of organic thin film.
A desired pattern is formed on this second layer thin film using a predetermined resist mask.
A pattern forming method that includes a process of dry etching using a thin layer as a mask.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24873986A JPS63102322A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24873986A JPS63102322A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Pattern forming method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63102322A true JPS63102322A (en) | 1988-05-07 |
Family
ID=17182643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24873986A Pending JPS63102322A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Pattern forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63102322A (en) |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24873986A patent/JPS63102322A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2532589B2 (en) | Fine pattern formation method | |
| JPH02252233A (en) | Fine pattern forming method | |
| JPS63102322A (en) | Pattern forming method | |
| JP4675450B2 (en) | Method for forming a thin film pattern | |
| JPH04176123A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPS63254729A (en) | Forming method for resist pattern | |
| WO1983003485A1 (en) | Electron beam-optical hybrid lithographic resist process | |
| JPS63181428A (en) | Formation of resist pattern | |
| JPS62247523A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPS6386434A (en) | Formation of resist pattern | |
| JPS6321831A (en) | Pattern forming method | |
| JPS583232A (en) | Forming method for pattern | |
| JPS62257166A (en) | Formation of mask pattern | |
| JPH02224331A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPS63271932A (en) | Formation of fine pattern | |
| JPS6354726A (en) | Method of etching resist film | |
| JPS6260224A (en) | Dry etching of resist film | |
| JPH0394425A (en) | Removal of resist | |
| JPH0513325A (en) | Pattern formation method | |
| JPS61248048A (en) | Mask for transferring pattern | |
| JPH03188447A (en) | Formation of resist pattern | |
| JPH0748468B2 (en) | Pattern formation method | |
| JPH01111324A (en) | Method for forming fine pattern | |
| JPH0293463A (en) | Resist pattern forming method | |
| JPS6097357A (en) | Photoetching method |