JP2000114133A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリル化プロセスを用いて微細なパターンの
形成を可能とし、しかもシリル化部表面に形成されるS
iOx 層の除去を支障なく行うことのできる、半導体装
置の製造方法が提供が望まれている。
【解決手段】 下地基板20上の被パターニング層23
上にレジスト層24を形成し、次にレジスト層24の所
定箇所を露光し、次いでこの露光工程後のレジスト層2
4における未露光部分をシリル化する。続いて、露光し
た箇所のレジスト層24をドライ現像によって除去し、
シリル化された部分に対応した積層パターン30を得
る。次いで、積層パターン30からその表層部に形成さ
れたSiOx層29を除去してレジストパターン32を
形成する。その後、レジストパターン32をマスクにし
て被パターニング層23をエッチングする。
PROBLEM TO BE SOLVED: To form a fine pattern by using a silylation process and to form S on a surface of a silylation part.
It is desired to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can remove an iO x layer without hindrance. A patterning layer (23) on a base substrate (20).
A resist layer 24 is formed thereon, and then a predetermined portion of the resist layer 24 is exposed.
The unexposed portion in 4 is silylated. Subsequently, the exposed portion of the resist layer 24 is removed by dry development,
A laminated pattern 30 corresponding to the silylated portion is obtained. Next, the resist pattern 32 is formed by removing the SiO x layer 29 formed on the surface layer from the laminated pattern 30. Thereafter, the layer 23 to be patterned is etched using the resist pattern 32 as a mask.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリル化プロセス
を利用してエッチングを行う工程を有した、半導体装置
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a step of performing etching using a silylation process.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路等の半導体装置の製造で
は、例えば基板に設計回路を転写する場合、光によるリ
ソグラフィ技術が用いられる。リソグラフィ技術に用い
られる露光光源としては、主に水銀ランプのg線(波
長:463nm)、i線(波長:365nm)、KrF
エキシマ・レーザ(波長:248nm)があり、将来的
にはArFエキシマ・レーザ(波長:193nm)やX
線が用いられるといわれている。2. Description of the Related Art In the manufacture of a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit, for example, when a design circuit is transferred to a substrate, a lithography technique using light is used. Exposure light sources used for the lithography technique are mainly g-line (wavelength: 463 nm), i-line (wavelength: 365 nm) of a mercury lamp, KrF
There are excimer lasers (wavelength: 248 nm), and in the future, ArF excimer lasers (wavelength: 193 nm) and X
It is said that lines are used.
【0003】このようなリソグラフィ技術では、その露
光転写可能なパターンの最小寸法は露光波長程度となっ
ている。また、露光転写を行うには、基板表層部におけ
る段差や露光装置のレンズの収差等に対応するためデフ
ォーカス裕度が必要であるが、パターンが露光波長程度
にまで微細化すると、パターン形成に対し許容できるデ
フォーカス量、つまり焦点深度が急激に減少してしま
う。さらに、パターンが微細化すると、パターン光学像
のコントラストが低下し、露光量(下地基板からの反射
光も含む実効的な露光量)変動に対するマージン、つま
り露光裕度が低下する。したがって、半導体集積回路等
の微細化が進むにつれ、より短い波長の露光源が用いら
れるようになってきているのである。In such a lithography technique, the minimum dimension of a pattern that can be exposed and transferred is about the exposure wavelength. In addition, in order to perform exposure transfer, a defocus margin is required to cope with a step in the surface layer of the substrate or aberration of a lens of the exposure apparatus, but when the pattern is miniaturized to about the exposure wavelength, the pattern formation becomes difficult. On the other hand, the allowable defocus amount, that is, the depth of focus is rapidly reduced. Further, when the pattern is miniaturized, the contrast of the pattern optical image decreases, and the margin for fluctuation in the exposure amount (effective exposure amount including the reflected light from the underlying substrate), that is, the exposure margin decreases. Therefore, as the miniaturization of semiconductor integrated circuits and the like progresses, exposure sources having shorter wavelengths are being used.
【0004】ところが、より短い波長の露光光源を用い
るべく、新たに露光波長の短い露光装置を導入するに
は、多大な設備投資が必要となる。また、それ以上に、
ArFエキシマ・レーザ以降の短波長領域では、露光光
源、露光装置に用いる硝材、レジスト等の装置や材料が
現在開発段階にあり、今のところ生産に耐え得る性能を
持つものが提供されていない。However, in order to use an exposure light source having a shorter wavelength, a large amount of capital investment is required to newly introduce an exposure apparatus having a shorter exposure wavelength. Also, more than that,
In the short wavelength region after the ArF excimer laser, devices and materials such as an exposure light source, a glass material and a resist used for an exposure device are currently in the development stage, and there is no device having performance that can withstand production at present.
【0005】そこで、現行の露光装置をそのまま用い、
何らかの方法で焦点深度を確保しつつ、露光波長以下の
パターンを形成する必要に迫られていた。このような要
求に応える技術の一つとして、レジスト表層部のみを解
像させるシリル化プロセスがある。以下に、このシリル
化プロセスとして、ポジ型のシリル化プロセスの一例を
説明する。Therefore, using the existing exposure apparatus as it is,
It has been necessary to form a pattern having a wavelength equal to or shorter than the exposure wavelength while securing the depth of focus by some method. As one of the techniques to meet such a demand, there is a silylation process for resolving only the resist surface layer. Hereinafter, an example of a positive silylation process will be described as the silylation process.
【0006】このポジ型のシリル化プロセスでは、ま
ず、図3(a)に示すように下地基板1上に被パターニ
ング層2を形成して、さらにこの被パターニング層2上
にシリル化プロセス用のレジストを塗布してレジスト層
3を形成する。次に、図3(b)に示すようにマスク4
を介して露光を行うことにより、所望するパターン、こ
の例では回路パターンをレジスト層3上に露光転写す
る。すると、レジスト層3の露光された部分では、その
レジスト中の分子が架橋反応を起こして露光部5が形成
される。In this positive silylation process, first, as shown in FIG. 3A, a layer 2 to be patterned is formed on a base substrate 1, and further a layer for the silylation process is formed on the layer 2 to be patterned. A resist is applied to form a resist layer 3. Next, as shown in FIG.
, A desired pattern, in this example, a circuit pattern, is exposed and transferred onto the resist layer 3. Then, in the exposed portion of the resist layer 3, molecules in the resist cause a crosslinking reaction to form an exposed portion 5.
【0007】次いで、図3(c)に示すように下地基板
1の表層部、すなわちレジスト層3をシリル化剤蒸気6
に晒す。すると、架橋していない部分、すなわち未露光
部の表層部が選択的にシリル化され、これにより露光部
5以外の箇所にシリル化部7が形成される。Next, as shown in FIG. 3C, the surface layer of the base substrate 1, that is, the resist
Exposure to Then, the uncrosslinked portion, that is, the surface portion of the unexposed portion is selectively silylated, whereby the silylated portion 7 is formed in a portion other than the exposed portion 5.
【0008】次いで、O2 プラズマで異方性にエッチン
グ、すなわちドライ現像を行う。このようにしてドライ
現像を行うと、シリル化部7では、図3(d)に示すよ
うにその表面でシリコンと酸素が反応することによりS
iOx 層8が形成され、これがマスクとして機能する。
したがって、シリル化部7が形成された箇所ではエッチ
ング(ドライ現像)が進行せず、露光部5のみが選択的
に除去され、これによりSiOx 層8およびシリル化部
7とこれの直下に位置するレジストからなる積層パター
ン9が形成される。Next, anisotropic etching with O 2 plasma, that is, dry development is performed. When dry development is performed in this manner, in the silylation portion 7, silicon reacts with oxygen on its surface as shown in FIG.
An iO x layer 8 is formed, which functions as a mask.
Therefore, the etching (dry development) does not proceed in the portion where the silylated portion 7 is formed, and only the exposed portion 5 is selectively removed, whereby the SiO x layer 8 and the silylated portion 7 and the position immediately below it are located. A laminated pattern 9 made of a resist is formed.
【0009】次いで、この積層パターン9をマスクにし
て図3(e)に示すように被パターニング層2をエッチ
ングし、さらにフッ素系プラズマでSiOx 層8を除去
し、その後O2 プラズマでバルクのレジストをアッシン
グ除去することにより、図3(f)に示すように所望す
るパターン10を得る。[0009] Then, by the lamination pattern 9 as a mask to etch the target patterning layer 2 as shown in FIG. 3 (e), further SiO x layer 8 is removed by fluorine plasma, followed O 2 plasma in bulk By ashing and removing the resist, a desired pattern 10 is obtained as shown in FIG.
【0010】このシリル化プロセスを用いたパターニン
グ方法によれば、レジスト層3の表層部のみを解像する
ので、微細なパターンの形成が可能になる。また、光吸
収率の高いレジストを用いることができるので、下地基
板1からの反射光を抑えることができ、したがって定在
波効果を低減することができ、これにより高いパターン
寸法精度を得ることができる。According to the patterning method using this silylation process, since only the surface layer of the resist layer 3 is resolved, a fine pattern can be formed. In addition, since a resist having a high light absorptivity can be used, reflected light from the underlying substrate 1 can be suppressed, and therefore, the standing wave effect can be reduced, thereby obtaining high pattern dimensional accuracy. it can.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
シリル化プロセスで形成した積層パターン9をマスクに
して下地基板1をエッチングした後に、図4(a)に示
すようにこの下地基板1上にSiO2 等からなる要素、
例えばSiO2 からなるゲート酸化膜11や埋め込み酸
化膜からなる素子分離領域12などが露出してしまうこ
とがある。By the way, after the underlying substrate 1 is etched using the laminated pattern 9 formed by such a silylation process as a mask, as shown in FIG. An element made of SiO 2 or the like,
For example, a gate oxide film 11 made of SiO 2 or an element isolation region 12 made of a buried oxide film may be exposed.
【0012】すると、これらゲート酸化膜11や素子分
離領域12などのSiO2 等からなる要素は、シリル化
部7表面のSiOx 層8との間でエッチングの選択比が
とれないため、このSiOx 層8を例えばフッ素系プラ
ズマでアッシングして除去した際、図4(b)に示すよ
うに前記のゲート酸化膜11や素子分離領域12もアッ
シングされ、ゲート酸化膜11ではその側部にまで「食
い込み」が生じ、また素子分離領域12ではその上部に
「浸食」が起こるなど、部分的に削られ除去されてしま
う。そして、このようにしてゲート酸化膜11や素子分
離領域12も部分的に除去されてしまうと、得られる半
導体装置ではデバイス特性の劣化が生じてしまう。Then, the elements made of SiO 2 or the like such as the gate oxide film 11 and the element isolation region 12 have no etching selectivity with respect to the SiO x layer 8 on the surface of the silylated portion 7. When the x- layer 8 is removed by ashing with, for example, fluorine-based plasma, the gate oxide film 11 and the element isolation region 12 are also ashed as shown in FIG. "Edging" occurs, and in the element isolation region 12, "erosion" occurs on the upper portion thereof, and the element isolation region 12 is partially shaved and removed. If the gate oxide film 11 and the element isolation region 12 are also partially removed in this way, the device characteristics of the obtained semiconductor device deteriorate.
【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、シリル化プロセスを用い
て微細なパターンの形成を可能とし、しかもシリル化部
表面に形成されるSiOx 層の除去を支障なく行うこと
のできる、半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable a fine pattern to be formed by using a silylation process, and to further form an SiO x layer formed on the surface of a silylation portion. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which can perform removal of a semiconductor without any trouble.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法では、下地基板上の被パターニング層上にレジス
ト層を形成し、次に前記レジスト層の所定箇所を露光
し、続いてこの露光工程後のレジスト層における未露光
部分をシリル化し、次いで前記露光した箇所のレジスト
層をドライ現像で除去してシリル化された部分に対応し
た積層パターンを形成し、次いで前記積層パターンから
その表層部に形成されたSiOx 層を除去してレジスト
パターンを形成し、その後前記レジストパターンをマス
クにして前記被パターニング層をエッチングすることを
前記課題の解決手段とした。According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a resist layer is formed on a layer to be patterned on a base substrate, and then a predetermined portion of the resist layer is exposed. The unexposed portion of the resist layer after the process is silylated, and then the exposed portion of the resist layer is removed by dry development to form a laminated pattern corresponding to the silylated portion. The method of solving the above problem is to remove the SiO x layer formed on the substrate and form a resist pattern, and then to etch the layer to be patterned using the resist pattern as a mask.
【0015】この製造方法によれば、被パターニング層
をエッチングする前に積層パターンからSiOx 層を除
去しているので、エッチング後のレジストパターンの剥
離については、O2 プラズマによるアッシングやレジス
ト剥離液等による通常の方法を用いることが可能とな
る。したがって、例えSiOx 層との間で選択比のとれ
ない要素がエッチング後の下地基板上に露出しても、S
iOx 層はすでに除去されていることから、前述したよ
うに何等支障なくレジストパターンの剥離が行える。According to this manufacturing method, since the SiO x layer is removed from the layered pattern before the layer to be patterned is etched, the resist pattern after the etching is removed by ashing using O 2 plasma or a resist removing liquid. It is possible to use a normal method such as that described above. Therefore, even if an element having a poor selectivity with respect to the SiO x layer is exposed on the base substrate after etching, the S
Since the iO x layer has already been removed, the resist pattern can be peeled off without any problem as described above.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明は、特に微細集積化が進行
した集積半導体回路等の半導体装置の製造に好適に採用
される方法であり、シリル化プロセスで形成したレジス
トからなるパターンをマスクにして被パターニング層を
エッチングするに先立ち、該レジストからなるパターン
の表層部に形成されるSiOx 層を除去するようにした
方法である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is a method which is preferably employed particularly in the manufacture of a semiconductor device such as an integrated semiconductor circuit in which fine integration has been advanced, and which uses a resist pattern formed by a silylation process as a mask. Prior to etching the layer to be patterned, the SiO x layer formed on the surface layer of the pattern made of the resist is removed.
【0017】以下、本発明の半導体装置の製造方法をそ
の実施形態例によって詳しく説明する。 (実施形態例1)本例は、本発明をゲートパターンの形
成に適用した場合の一例である。まず、図1(a)に示
すように下地基板となるシリコン基板20に、公知の素
子分離技術によってSiO2 からなる素子分離領域21
を形成し、さらに厚さ2nm程度のゲート酸化膜22を
形成した。次に、CVD法によってポリシリコンを堆積
し、厚さ150nm程度のポリシリコン層(被パターニ
ング層)23を形成した。続いて、シリル化プロセス用
のポリビニルフェノールを主成分とするレジストを回転
塗布法によって700nm程度の厚さ塗布し、レジスト
層24を得た。Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment. (Embodiment 1) This embodiment is an example in which the present invention is applied to the formation of a gate pattern. First, as shown in FIG. 1A, an element isolation region 21 made of SiO 2 is formed on a silicon substrate 20 serving as a base substrate by a known element isolation technique.
Was formed, and a gate oxide film 22 having a thickness of about 2 nm was further formed. Next, polysilicon was deposited by a CVD method to form a polysilicon layer (layer to be patterned) 23 having a thickness of about 150 nm. Subsequently, a resist mainly containing polyvinyl phenol for the silylation process was applied to a thickness of about 700 nm by a spin coating method to obtain a resist layer 24.
【0018】次いで、シリコン基板20を100℃で6
0秒間プリベークし、続いて図示しない露光装置によ
り、図1(b)に示すように設計ゲート長が130nm
のゲートパターンを有するマスクMを介して前記レジス
ト層24を露光し、該レジスト層24上にゲートパター
ンを転写した。ここで、露光光源としてはArFエキシ
マレーザを用い、露光装置としては露光波長が193n
mの縮小率1/4投影露光装置を用いた。このようにし
て露光・転写を行ったところ、レジスト層24の露光さ
れた部分は光架橋を起こし、露光部25となった。Next, the silicon substrate 20 is heated at 100.degree.
Pre-bake for 0 second, and then, using an exposure apparatus (not shown), as shown in FIG.
The resist layer 24 was exposed to light through a mask M having the gate pattern described above, and the gate pattern was transferred onto the resist layer 24. Here, an ArF excimer laser is used as an exposure light source, and an exposure wavelength is 193n as an exposure apparatus.
A 1/4 projection exposure apparatus with a reduction rate of m was used. When the exposure and transfer were performed in this manner, the exposed portions of the resist layer 24 were photocrosslinked and became exposed portions 25.
【0019】次いで、図1(c)に示すように、70℃
の温度下で10Torrの蒸気圧に調整したシリル化剤
蒸気26中に、シリコン基板20の表層部、すなわちレ
ジスト層24を80秒間さらす。すると、レジスト層2
4表面の光架橋を起こしておらずしたがって露光部25
でない部分、つまり目的とするゲートパターンに対応す
る部分がシリル化してシリル化部27となった。なお、
本例においては、シリル化剤としてジメチルシリルジメ
チルアミン(dimethylsilyldimethylamine:DMSDM
A)を用いた。Next, as shown in FIG.
The surface layer of the silicon substrate 20, that is, the resist layer 24 is exposed to the silylation agent vapor 26 adjusted to the vapor pressure of 10 Torr at the temperature of 80 s for 80 seconds. Then, the resist layer 2
4 No photocrosslinking of the surface has occurred, so
However, the portion corresponding to the target gate pattern, that is, the portion corresponding to the target gate pattern was silylated to form the silylated portion 27. In addition,
In this example, dimethylsilyldimethylamine (DMSDM) was used as a silylating agent.
A) was used.
【0020】次いで、TCPプラズマ・エッチング装置
を用いて、図1(d)に示すように10℃の温度下で5
mTorrのO2 −SO2 プラズマ28によってレジス
ト層24を異方性エッチング、すなわちドライ現像を行
った。エッチング条件については、O2 の流量を160
sccm、SO2 の流量を30sccm、TCPパワー
を500W、バイアスパワーを100Wとした。Next, as shown in FIG. 1 (d), at a temperature of 10.degree.
The resist layer 24 was subjected to anisotropic etching, that is, dry development, using O 2 -SO 2 plasma 28 of mTorr. Regarding the etching conditions, the flow rate of O 2 was set to 160
The flow rate of sccm, SO 2 was 30 sccm, the TCP power was 500 W, and the bias power was 100 W.
【0021】このようにしてドライ現像を行うと、シリ
ル化部27では、図1(d)に示したようにその表面で
シリコンと酸素が反応することにより、厚さ30nm程
度のSiOx 層29が形成される。そして、このSiO
x 層29がマスクとして機能することにより、シリル化
部27が形成された箇所ではエッチング(ドライ現像)
が進行せず、露光部25のみが選択的に除去され、これ
によりSiOx 層29およびシリル化部27とこれの直
下に位置するレジストからなる積層パターン30が、ゲ
ート長が130nmとなるパターンに形成される。[0021] In this way the dry development, in the silylation unit 27, by silicon and oxygen at the surface as shown to react in FIG. 1 (d), having a thickness of about 30nm of SiO x layer 29 Is formed. And this SiO
Since the x layer 29 functions as a mask, etching (dry development) is performed at a portion where the silylated portion 27 is formed.
Does not proceed, and only the exposed portion 25 is selectively removed, whereby the laminated pattern 30 composed of the SiO x layer 29 and the silylation portion 27 and the resist located immediately below the same becomes a pattern having a gate length of 130 nm. It is formed.
【0022】このようにして積層パターン30を形成し
たら、これの形成に用いた前記TCPプラズマ・エッチ
ング装置をそのまま続けて用い、図2(a)に示すよう
にC2 F6 プラズマ31を用いて積層パターン30表層
部のSiOx 層29をエッチングし、これを完全に除去
してレジストパターン32を形成した。エッチング条件
については、C2 F6 の流量を10sccm、TCPパ
ワーを150W、バイアスパワーを5Wとした。After the lamination pattern 30 is formed in this way, the TCP plasma etching apparatus used for forming the lamination pattern 30 is continuously used as it is, and the C 2 F 6 plasma 31 is used as shown in FIG. The SiO x layer 29 on the surface of the laminated pattern 30 was etched and completely removed to form a resist pattern 32. Regarding the etching conditions, the flow rate of C 2 F 6 was 10 sccm, the TCP power was 150 W, and the bias power was 5 W.
【0023】次いで、ECRプラズマ・エッチング装置
を用い、図2(b)に示すようにレジストパターン32
をマスクにして第1段としてCl2 −O2 プラズマを用
いてポリシリコン層(被パターニング層)23をエッチ
ングし、さらに第2段としてHBr−O2 プラズマを用
いてゲート酸化膜22をエッチングした。エッチング条
件については、基板温度を20℃、圧力を0.5Pa、
Cl2 の流量を15sccm、O2 の流量を5scc
m、HBrの流量95sccm、BiasedRFパワ
ーを25Wとした。Next, as shown in FIG. 2B, using an ECR plasma etching apparatus, a resist pattern 32 is formed.
As a mask, the polysilicon layer (patterned layer) 23 was etched using Cl 2 —O 2 plasma as the first step, and the gate oxide film 22 was etched using HBr—O 2 plasma as the second step. . Regarding the etching conditions, the substrate temperature was 20 ° C., the pressure was 0.5 Pa,
Cl 2 flow rate 15 sccm, O 2 flow rate 5 scc
m, the HBr flow rate was 95 sccm, and the biased RF power was 25 W.
【0024】その後、O2 プラズマでレジストパターン
32をアッシングし、さらにH2 SO4 /H2 O2 溶液
で後処理することにより、図2(c)に示すようにゲー
ト長さ130nmのポリシリコンからなるゲートパター
ン33とゲート酸化膜22aとを得た。このとき、O2
プラズマによるアッシングやH2 SO4 /H2 O2 溶液
での後処理は、ゲート酸化膜22aおよび素子分離領域
21を形成するSiO2 に対してはこれを浸食するよう
な作用がほとんど無いので、ゲート酸化膜22aおよび
素子分離領域21については、ほとんど損傷することな
く良好な状態に保持することができた。Thereafter, the resist pattern 32 is ashed with O 2 plasma and further post-processed with an H 2 SO 4 / H 2 O 2 solution to form a polysilicon having a gate length of 130 nm as shown in FIG. A gate pattern 33 and a gate oxide film 22a are obtained. At this time, O 2
Ashing by plasma and post-treatment with a H 2 SO 4 / H 2 O 2 solution have almost no action to erode SiO 2 forming the gate oxide film 22 a and the element isolation region 21. The gate oxide film 22a and the element isolation region 21 could be maintained in a good state with almost no damage.
【0025】(実施形態例2)本例も前記(実施形態例
1)と同様に、本発明をゲートパターンの形成に適用し
た場合の例である。まず、(実施形態例1)と同様にし
て、図1(d)に示した積層パターンを作製した。次
に、ECRプラズマ・エッチング装置を用い、図2
(a)に示したようにC2 F6 プラズマ31を用いて積
層パターン30表層部のSiOx 層29をエッチング
し、これを完全に除去してレジストパターン32を形成
した。エッチング条件については、C2 F6 の流量を1
0sccm、バイアスパワーを5Wとした。(Embodiment 2) This embodiment is also an example in which the present invention is applied to the formation of a gate pattern, as in the above (Embodiment 1). First, the laminated pattern shown in FIG. 1D was manufactured in the same manner as in (Embodiment 1). Next, using an ECR plasma etching apparatus, FIG.
As shown in (a), the SiO x layer 29 on the surface of the laminated pattern 30 was etched using the C 2 F 6 plasma 31 and completely removed to form a resist pattern 32. Regarding the etching conditions, the flow rate of C 2 F 6 was set to 1
0 sccm and the bias power were 5 W.
【0026】次いで、ECRプラズマ・エッチング装置
を用い、(実施形態例1)と同様にして、図2(b)に
示したようにレジストパターン32をマスクにして第1
段としてCl2 −O2 プラズマを用いてポリシリコン層
(被パターニング層)23をエッチングし、さらに第2
段としてHBr−O2 プラズマを用いてゲート酸化膜2
2をエッチングした。エッチング条件は(実施形態例
1)と同様とした。Next, as shown in FIG. 2B, using the ECR plasma etching apparatus in the same manner as in (Embodiment 1), the first
The polysilicon layer (layer to be patterned) 23 is etched using Cl 2 —O 2 plasma as a step,
Gate oxide film 2 using HBr-O 2 plasma as a step
2 was etched. The etching conditions were the same as in (Embodiment 1).
【0027】その後、O2 プラズマでレジストパターン
32をアッシングし、さらにH2 SO4 /H2 O2 溶液
で後処理することにより、図2(c)に示したようにゲ
ート長さ130nmのポリシリコンからなるゲートパタ
ーン33とゲート酸化膜22aとを得た。この例におい
ても、ゲート酸化膜22aおよび素子分離領域21につ
いては、ほとんど損傷することなく良好な状態に保持す
ることができた。Thereafter, the resist pattern 32 is ashed with O 2 plasma and further post-processed with an H 2 SO 4 / H 2 O 2 solution, thereby forming a poly-metal having a gate length of 130 nm as shown in FIG. A gate pattern 33 made of silicon and a gate oxide film 22a were obtained. Also in this example, the gate oxide film 22a and the element isolation region 21 could be maintained in a good state with almost no damage.
【0028】(実施形態例3)本例も前記(実施形態例
1)と同様に、本発明をゲートパターンの形成に適用し
た場合の例である。まず、(実施形態例1)と同様にし
て、図1(d)に示した積層パターンを作製した。次
に、スピン・プロセッサーを用いてシリコン基板20を
0.5%のフッ酸溶液中に10分間浸漬処理し、積層パ
ターン30表層部のSiOx 層29をエッチングしてこ
れを完全に除去し、レジストパターン32を形成した。(Embodiment 3) This embodiment is also an example in which the present invention is applied to the formation of a gate pattern in the same manner as in (Embodiment 1). First, the laminated pattern shown in FIG. 1D was manufactured in the same manner as in (Embodiment 1). Next, using a spin processor, the silicon substrate 20 is immersed in a 0.5% hydrofluoric acid solution for 10 minutes, and the SiO x layer 29 on the surface of the laminated pattern 30 is etched to completely remove it. A resist pattern 32 was formed.
【0029】以下、(実施形態例1)と同様にしてポリ
シリコン層23をエッチングし、ゲートパターン33と
ゲート酸化膜22aとを得た。この例においても、ゲー
ト酸化膜22aおよび素子分離領域21については、ほ
とんど損傷することなく良好な状態に保持することがで
きた。Thereafter, the polysilicon layer 23 was etched in the same manner as in (Embodiment 1) to obtain a gate pattern 33 and a gate oxide film 22a. Also in this example, the gate oxide film 22a and the element isolation region 21 could be maintained in a good state with almost no damage.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法は、被パターニング層をエッチングする前に
積層パターンからSiOx 層を除去する方法であるか
ら、エッチング後のレジストパターンの剥離に、O2 プ
ラズマによるアッシングやレジスト剥離液等による通常
の方法を用いることができる。したがって、例えSiO
x層との間で選択比のとれない要素がエッチング後の下
地基板上に露出しても、SiOx 層はすでに除去されて
いることから、前述したように何等支障なくレジストパ
ターンの剥離を行うことができる。The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention as described above, according to the present invention, since a method of removing the SiO x layer from the lamination pattern before etching to be patterned layer, the peeling of the resist pattern after etching An ordinary method using ashing with O 2 plasma, a resist stripper, or the like can be used. Therefore, even if SiO
Even if an element that cannot have a selective ratio with the x layer is exposed on the base substrate after the etching, the resist pattern is stripped without any trouble as described above because the SiO x layer has already been removed. be able to.
【0031】よって、本発明によれば、下地基板上の各
要素に損傷を与えることなく、シリル化プロセスによっ
て微細なパターンが形成でき、したがって微細集積化が
進行した集積半導体回路の製造にも対応することができ
る。また、SiOx 層を除去するのに気相エッチング法
を用いる場合に、ドライ現像装置、あるいは被パターニ
ング層をエッチングする装置をそのまま利用することが
でき、したがってコスト低減や汚染抑制を図ることがで
きる。Therefore, according to the present invention, a fine pattern can be formed by a silylation process without damaging each element on a base substrate, and therefore, it is possible to cope with the manufacture of an integrated semiconductor circuit in which fine integration is advanced. can do. Further, when the vapor phase etching method is used to remove the SiO x layer, a dry developing apparatus or an apparatus for etching a layer to be patterned can be used as it is, and therefore, cost reduction and contamination control can be achieved. .
【図1】(a)〜(d)は、本発明の半導体装置の製造
方法の一実施形態例を工程順に説明するための要部側断
面図である。FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views of a main part for describing an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps.
【図2】(a)〜(c)は、本発明の半導体装置の製造
方法の一実施形態例を説明するための図であり、図1
(d)に示した工程に続く工程を順に説明するための要
部側断面図である。2 (a) to 2 (c) are views for explaining one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG.
FIG. 9 is a side sectional view of a main part for sequentially describing steps subsequent to the step shown in (d).
【図3】(a)〜(f)は、従来の半導体装置の製造方
法の一例を工程順に説明するための要部側断面図であ
る。FIGS. 3A to 3F are cross-sectional views of a main part for explaining an example of a conventional method of manufacturing a semiconductor device in the order of steps.
【図4】図3に示した従来の半導体装置の製造方法の一
例の、課題を説明するための要部側断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional side view of a main part for describing a problem in an example of the method of manufacturing the conventional semiconductor device shown in FIG.
20…シリコン基板(下地基板)、23…ポリシリコン
層(被パターニング層)、24…レジスト層、25…露
光部、26…シリル化剤蒸気、27…シリル化部、29
…SiOx 層、30…積層パターン、32…レジストパ
ターン、33…ゲートパターンReference Signs List 20: silicon substrate (base substrate), 23: polysilicon layer (layer to be patterned), 24: resist layer, 25: exposed portion, 26: silylating agent vapor, 27: silylation portion, 29
... SiO x layer, 30 ... laminated pattern, 32 ... resist pattern, 33 ... gate pattern
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/302 H Fターム(参考) 2H096 AA25 BA11 CA02 CA14 DA01 EA05 GA39 5F004 BA14 BA20 BB04 CA04 DA00 DA02 DA04 DA26 DB02 DB03 DB26 EA04 EA26 5F046 AA05 BA04 CA04 JA04 LB01 MA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/302 HF term (Reference) 2H096 AA25 BA11 CA02 CA14 DA01 EA05 GA39 5F004 BA14 BA20 BB04 CA04 DA00 DA02 DA04 DA26 DB02 DB03 DB26 EA04 EA26 5F046 AA05 BA04 CA04 JA04 LB01 MA12
Claims (4)
スト層を形成する工程と、 前記レジスト層の所定箇所を露光する工程と、 この露光工程後のレジスト層における未露光部分をシリ
ル化する工程と、 前記露光した箇所のレジスト層をドライ現像によって除
去し、シリル化された部分に対応した積層パターンを得
る工程と、 前記積層パターンからその表層部に形成されたSiOx
層を除去してレジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクにして前記被パターニン
グ層をエッチングする工程と、を備えてなることを特徴
とする半導体装置の製造方法。1. A step of forming a resist layer on a layer to be patterned on an undersubstrate, a step of exposing a predetermined portion of the resist layer, and a step of silylating an unexposed portion of the resist layer after the exposing step. Removing the resist layer at the exposed location by dry development to obtain a laminated pattern corresponding to the silylated portion; and forming SiO x on the surface layer portion from the laminated pattern.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a resist pattern by removing a layer; and a step of etching the layer to be patterned using the resist pattern as a mask.
ーンを形成する工程を、前記ドライ現像を行う工程に引
き続いてこのドライ現像を行う装置により、フッ素系ガ
スのプラズマでSiOx 層を除去することによって行う
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。2. The step of forming a resist pattern by removing the SiO x layer is performed after the step of performing the dry development, and the apparatus for performing the dry development removes the SiO x layer with a plasma of a fluorine-based gas. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed.
ーンを形成する工程を、被パターニング層をエッチング
する工程に先立ち、この被パターニング層をエッチング
装置により、フッ素系ガスのプラズマでSiOx 層を除
去することによって行うことを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。The method according to claim 3 wherein the step of forming a resist pattern by removing the SiO x layer, prior to the step of etching to be patterned layer by this be patterned layer etching apparatus, the SiO x layer with a plasma of fluorine gas 2. The method according to claim 1, wherein the removing is performed.
ーンを形成する工程を、フッ酸水溶液でSiOx 層を除
去することによって行うことを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the step of removing the SiO x layer to form a resist pattern is performed by removing the SiO x layer with a hydrofluoric acid aqueous solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276984A JP2000114133A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Method for manufacturing semiconductor device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10276984A JP2000114133A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2000114133A true JP2000114133A (en) | 2000-04-21 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000114133A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114628620A (en) * | 2022-03-15 | 2022-06-14 | 安徽熙泰智能科技有限公司 | Patterning method for film with poor liquid medicine tolerance |
| CN114628618A (en) * | 2022-03-15 | 2022-06-14 | 安徽熙泰智能科技有限公司 | A kind of preparation method of silicon-based microdisplay device |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10276984A patent/JP2000114133A/en active Pending
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