JPH08107051A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH08107051A JPH08107051A JP24288894A JP24288894A JPH08107051A JP H08107051 A JPH08107051 A JP H08107051A JP 24288894 A JP24288894 A JP 24288894A JP 24288894 A JP24288894 A JP 24288894A JP H08107051 A JPH08107051 A JP H08107051A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非晶質カーボン膜を反射防止膜に用いてパタ
ーニングを行う際に、レジストパターンに裾引きが発生
せず、微細なパターンが十分なフォーカスマージンをも
ってパターニングできる半導体装置の製造方法を提供す
る。 【構成】 被加工体上に、70℃以下の成膜温度におい
て、スパッタ法により非晶質カーボン膜を堆積する非晶
質カーボン膜堆積工程と、非晶質カーボン膜上に、レジ
ストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
レジストパターンをマスクとして、非晶質カーボン膜及
び被加工体をエッチングするエッチング工程とを有す
る。
ーニングを行う際に、レジストパターンに裾引きが発生
せず、微細なパターンが十分なフォーカスマージンをも
ってパターニングできる半導体装置の製造方法を提供す
る。 【構成】 被加工体上に、70℃以下の成膜温度におい
て、スパッタ法により非晶質カーボン膜を堆積する非晶
質カーボン膜堆積工程と、非晶質カーボン膜上に、レジ
ストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
レジストパターンをマスクとして、非晶質カーボン膜及
び被加工体をエッチングするエッチング工程とを有す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質カーボン膜を反
射防止膜に用いてパターニングを行う半導体装置の製造
方法に関する。
射防止膜に用いてパターニングを行う半導体装置の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの集積化が進み、
より微細なパターンを形成するためのパターニング技術
が要求されている。微細なパターンを形成するために
は、露光装置の解像度を向上することは勿論であるが、
パターニングすべき膜の表面の反射を抑える必要があ
る。特に、パターニングする膜の表面に、下地構造に起
因する凹凸がある場合、パターニングする膜の表面で反
射された二次的な光により、本来露光されるべきでない
領域のレジストが変成され、レジストのパターニングを
精度よく行うことができない恐れがあるからである。
より微細なパターンを形成するためのパターニング技術
が要求されている。微細なパターンを形成するために
は、露光装置の解像度を向上することは勿論であるが、
パターニングすべき膜の表面の反射を抑える必要があ
る。特に、パターニングする膜の表面に、下地構造に起
因する凹凸がある場合、パターニングする膜の表面で反
射された二次的な光により、本来露光されるべきでない
領域のレジストが変成され、レジストのパターニングを
精度よく行うことができない恐れがあるからである。
【0003】このため、従来は、パターニングする膜の
表面上に、非晶質カーボン膜を堆積し、表面での光の反
射を低減していた。この非晶質カーボン膜は、300℃
程度の成膜温度においてスパッタ法により形成されてい
た。
表面上に、非晶質カーボン膜を堆積し、表面での光の反
射を低減していた。この非晶質カーボン膜は、300℃
程度の成膜温度においてスパッタ法により形成されてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置の製造方法では、300℃程度の成膜温
度により成膜した非晶質カーボン膜は、膜の密度が粗で
あるため、雰囲気中の不純物を取り込み易いといった問
題があった。このため、露光された領域18で酸
(H+)を発生し、酸が触媒となってパターンを形成す
る化学増幅型のレジスト16を用いた場合には、露光に
より発生した酸が非晶質カーボン膜14中に取り込まれ
た不純物と反応して消失するため(図3(a))、ポジ
型のレジスト16aでは裾引き20が(図3(b))、
ネガ型のレジスト16bでは食い込み22(図3
(c))が発生するといった問題があった。
来の半導体装置の製造方法では、300℃程度の成膜温
度により成膜した非晶質カーボン膜は、膜の密度が粗で
あるため、雰囲気中の不純物を取り込み易いといった問
題があった。このため、露光された領域18で酸
(H+)を発生し、酸が触媒となってパターンを形成す
る化学増幅型のレジスト16を用いた場合には、露光に
より発生した酸が非晶質カーボン膜14中に取り込まれ
た不純物と反応して消失するため(図3(a))、ポジ
型のレジスト16aでは裾引き20が(図3(b))、
ネガ型のレジスト16bでは食い込み22(図3
(c))が発生するといった問題があった。
【0005】また、ポジ型のレジスト16aを用いて下
地の膜12をパターニングする場合、レジスト16aの
裾引きした領域も非晶質カーボン膜14及び下地の膜1
2に対してエッチングマスクとなるので、裾引きしたレ
ジスト16aの下部がエッチング除去されず、狙いのマ
スク寸法よりも大きく出来上がってしまうといった問題
があった(図3(d))。
地の膜12をパターニングする場合、レジスト16aの
裾引きした領域も非晶質カーボン膜14及び下地の膜1
2に対してエッチングマスクとなるので、裾引きしたレ
ジスト16aの下部がエッチング除去されず、狙いのマ
スク寸法よりも大きく出来上がってしまうといった問題
があった(図3(d))。
【0006】本発明の目的は、レジストパターンに裾引
きが発生せず、微細なパターンが十分なフォーカスマー
ジンをもってパターニングできる半導体装置の製造方法
を提供することにある。
きが発生せず、微細なパターンが十分なフォーカスマー
ジンをもってパターニングできる半導体装置の製造方法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被加工体上
に、約70℃以下の成膜温度において、スパッタ法によ
り非晶質カーボン膜を堆積する非晶質カーボン膜堆積工
程と、前記非晶質カーボン膜上に、レジストパターンを
形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパ
ターンをマスクとして、前記非晶質カーボン膜及び前記
被加工体をエッチングするエッチング工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法により達成され
る。
に、約70℃以下の成膜温度において、スパッタ法によ
り非晶質カーボン膜を堆積する非晶質カーボン膜堆積工
程と、前記非晶質カーボン膜上に、レジストパターンを
形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパ
ターンをマスクとして、前記非晶質カーボン膜及び前記
被加工体をエッチングするエッチング工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法により達成され
る。
【0008】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記非晶質カーボン膜を、前記レジストをパターニ
ングする際に反射防止膜として用いることが望ましい。
て、前記非晶質カーボン膜を、前記レジストをパターニ
ングする際に反射防止膜として用いることが望ましい。
【0009】
【作用】本発明によれば、成膜温度を70℃以下で、ス
パッタ法により非晶質カーボン膜を堆積したので、非晶
質カーボン膜上にレジストパターニングを行う際に、レ
ジストの露光された領域で発生した酸が消失することが
なくなり、非晶質カーボン膜上に形成したレジストパタ
ーンの裾引きを抑制することができる。
パッタ法により非晶質カーボン膜を堆積したので、非晶
質カーボン膜上にレジストパターニングを行う際に、レ
ジストの露光された領域で発生した酸が消失することが
なくなり、非晶質カーボン膜上に形成したレジストパタ
ーンの裾引きを抑制することができる。
【0010】また、このようにしてレジストパターンの
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜は、レ
ジストパターニングを行う際には、反射防止膜として用
いることができる。
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜は、レ
ジストパターニングを行う際には、反射防止膜として用
いることができる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を、図1及び図2を用いて説明する。図1は本発明の
一実施例による非晶質カーボン膜の成膜温度とレジスト
パターンの裾引き量との関係を示すグラフ、図2は本発
明の一実施例による非晶質カーボン膜の成膜温度とピボ
タルシフト量の関係を示すグラフである。
法を、図1及び図2を用いて説明する。図1は本発明の
一実施例による非晶質カーボン膜の成膜温度とレジスト
パターンの裾引き量との関係を示すグラフ、図2は本発
明の一実施例による非晶質カーボン膜の成膜温度とピボ
タルシフト量の関係を示すグラフである。
【0012】本実施例では、多結晶シリコン膜をパター
ニングする際に非晶質カーボン膜を反射防止膜として用
いる場合を例にとり、非晶質カーボン膜の成膜条件と裾
引きとの関係から、レジストパターニングに最適な非晶
質カーボン膜の成膜条件を提案する。多結晶シリコン膜
が形成された下地基板上に、スパッタ法により非晶質カ
ーボン膜を堆積し、非晶質カーボン膜上にレジストのパ
ターニングを行った。このときの非晶質カーボン膜の成
膜温度と裾引き量との関係を図1(a)に示す。ここ
で、裾引き量は、図1(b)示すように、レジストの上
部の幅をA、下部の幅をBとしたときに、(B−A)/
Aとして定義した。
ニングする際に非晶質カーボン膜を反射防止膜として用
いる場合を例にとり、非晶質カーボン膜の成膜条件と裾
引きとの関係から、レジストパターニングに最適な非晶
質カーボン膜の成膜条件を提案する。多結晶シリコン膜
が形成された下地基板上に、スパッタ法により非晶質カ
ーボン膜を堆積し、非晶質カーボン膜上にレジストのパ
ターニングを行った。このときの非晶質カーボン膜の成
膜温度と裾引き量との関係を図1(a)に示す。ここ
で、裾引き量は、図1(b)示すように、レジストの上
部の幅をA、下部の幅をBとしたときに、(B−A)/
Aとして定義した。
【0013】図示するように、非晶質カーボン膜の成膜
温度が約70℃以下の場合には、レジストパターンの裾
引き量はほぼゼロであるのに対し、成膜温度が70℃以
上になると、成膜温度の上昇にともなって裾引き量は増
加し、従来の成膜条件である約300℃では、裾引き量
は0.4以上にまで増加する。このように非晶質カーボ
ン膜の成膜温度を低下するに伴って裾引き量が減少した
理由は、非晶質カーボン膜を低温で成膜するほど膜が密
になり、雰囲気中の不純物が膜中に導入されにくいの
で、レジストが露光された領域で発生した酸が消失する
ことがなくなるためと考えられる。
温度が約70℃以下の場合には、レジストパターンの裾
引き量はほぼゼロであるのに対し、成膜温度が70℃以
上になると、成膜温度の上昇にともなって裾引き量は増
加し、従来の成膜条件である約300℃では、裾引き量
は0.4以上にまで増加する。このように非晶質カーボ
ン膜の成膜温度を低下するに伴って裾引き量が減少した
理由は、非晶質カーボン膜を低温で成膜するほど膜が密
になり、雰囲気中の不純物が膜中に導入されにくいの
で、レジストが露光された領域で発生した酸が消失する
ことがなくなるためと考えられる。
【0014】また、前記非晶質カーボン膜の成膜の際に
は、より密な膜を成膜するためにも、スパッタパワーを
2.0kW以下にしてゆっくりと成膜することが望まし
い。次いで、このようにして形成したレジストパターン
をマスクにして下地の多結晶シリコン膜を加工した際
の、ピボタルシフト量と非晶質カーボン膜の成膜温度と
の関係を図2に示す。ピボタルシフト量とは、任意のマ
スク寸法に対して、最もフォーカスマージンがとれるパ
ターン寸法と狙いパターン寸法との差である。即ち、ピ
ボタルシフト量がゼロに近いほど安定したパターニング
ができることになる。
は、より密な膜を成膜するためにも、スパッタパワーを
2.0kW以下にしてゆっくりと成膜することが望まし
い。次いで、このようにして形成したレジストパターン
をマスクにして下地の多結晶シリコン膜を加工した際
の、ピボタルシフト量と非晶質カーボン膜の成膜温度と
の関係を図2に示す。ピボタルシフト量とは、任意のマ
スク寸法に対して、最もフォーカスマージンがとれるパ
ターン寸法と狙いパターン寸法との差である。即ち、ピ
ボタルシフト量がゼロに近いほど安定したパターニング
ができることになる。
【0015】図示するように、CF4をエッチングガス
として用い、RFパワーを5.5[W/cm2]とした
場合(A)、成膜温度が約70℃以下ではピボタルシフ
ト量はほぼゼロであるが、成膜温度が70℃以上になる
と、成膜温度の上昇にともなって増加し、従来の成膜条
件である約300℃では約0.1μmとなる。同様に、
CF4を用い、RFパワーを5.0[W/cm2]とした
場合(B)、又はCF4とCHF3を用い、RFパワーを
5.5[W/cm2]とした場合(C)には、約70℃
以下におけるピボタルシフト量の値はそれぞれ異なる
が、成膜温度が約70℃以下ではピボタルシフト量の変
化はほとんどみられず、成膜温度の上昇にともなって増
加した。
として用い、RFパワーを5.5[W/cm2]とした
場合(A)、成膜温度が約70℃以下ではピボタルシフ
ト量はほぼゼロであるが、成膜温度が70℃以上になる
と、成膜温度の上昇にともなって増加し、従来の成膜条
件である約300℃では約0.1μmとなる。同様に、
CF4を用い、RFパワーを5.0[W/cm2]とした
場合(B)、又はCF4とCHF3を用い、RFパワーを
5.5[W/cm2]とした場合(C)には、約70℃
以下におけるピボタルシフト量の値はそれぞれ異なる
が、成膜温度が約70℃以下ではピボタルシフト量の変
化はほとんどみられず、成膜温度の上昇にともなって増
加した。
【0016】これは、より密な膜のエッチングの場合、
CHF3のような添加ガスを含まない方がレジストパタ
ーンに対してシフトの少ないエッチングができるためと
考えられる。従って、非晶質カーボン膜の成膜温度を7
0℃以下に設定し、かつCF4をエッチングガスとして
用いることにより、裾引きを小さく抑えられると共に、
ピボタルシフト量が小さい安定したパターニングを行う
ことができる。
CHF3のような添加ガスを含まない方がレジストパタ
ーンに対してシフトの少ないエッチングができるためと
考えられる。従って、非晶質カーボン膜の成膜温度を7
0℃以下に設定し、かつCF4をエッチングガスとして
用いることにより、裾引きを小さく抑えられると共に、
ピボタルシフト量が小さい安定したパターニングを行う
ことができる。
【0017】次に、上記の結果を元にして、非晶質カー
ボン膜上にパターニングを行った。 [実施例]85nmの熱酸化膜を形成したシリコン基板
上に、膜厚50nmの非晶質カーボン膜を成膜温度50
℃で堆積した後、レジストパターニングを行った。この
結果、レジストパターンの裾引きは発生していないこと
が判った。 [比較例]85nmの熱酸化膜を形成したシリコン基板
上に、膜厚50nmの非晶質カーボン膜を成膜温度30
0℃で堆積した後、レジストパターニングを行った。
ボン膜上にパターニングを行った。 [実施例]85nmの熱酸化膜を形成したシリコン基板
上に、膜厚50nmの非晶質カーボン膜を成膜温度50
℃で堆積した後、レジストパターニングを行った。この
結果、レジストパターンの裾引きは発生していないこと
が判った。 [比較例]85nmの熱酸化膜を形成したシリコン基板
上に、膜厚50nmの非晶質カーボン膜を成膜温度30
0℃で堆積した後、レジストパターニングを行った。
【0018】この結果、約0.1μm程度の裾引きが発
生していると共に、微細なパターンは十分に解像してい
なかった。このように、本実施例によれば、非晶質カー
ボン膜の成膜温度を70℃以下に設定したので、レジス
トの露光された領域で発生した酸が消失することがなく
なり、非晶質カーボン膜上に形成したレジストパターン
の裾引きを抑制することができる。
生していると共に、微細なパターンは十分に解像してい
なかった。このように、本実施例によれば、非晶質カー
ボン膜の成膜温度を70℃以下に設定したので、レジス
トの露光された領域で発生した酸が消失することがなく
なり、非晶質カーボン膜上に形成したレジストパターン
の裾引きを抑制することができる。
【0019】また、このようにしてレジストパターンの
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜の成膜
温度を70℃以下に設定することにより、エッチング後
のピボタルシフト量をほぼゼロにすることができるの
で、微細なパターンを露光する際に、十分なフォーカス
マージンをもってパターニングすることができる。
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜の成膜
温度を70℃以下に設定することにより、エッチング後
のピボタルシフト量をほぼゼロにすることができるの
で、微細なパターンを露光する際に、十分なフォーカス
マージンをもってパターニングすることができる。
【0020】なお、本実施例では、ポジ型レジストを用
いたパターニングを例にとって説明したが、非晶質カー
ボン膜の成膜温度を低くして膜密度を上げることにより
効果が得られるので、パターニングにネガ型のレジスト
を用いた場合には、レジストパターンの食い込みを防止
するのに効果的である。また、本実施例では多結晶シリ
コン膜をパターニングする例を示したが、他の配線材料
をパターニングする際に用いてもよい。例えば、Al配
線をパターニングする際にも適用することができる。
いたパターニングを例にとって説明したが、非晶質カー
ボン膜の成膜温度を低くして膜密度を上げることにより
効果が得られるので、パターニングにネガ型のレジスト
を用いた場合には、レジストパターンの食い込みを防止
するのに効果的である。また、本実施例では多結晶シリ
コン膜をパターニングする例を示したが、他の配線材料
をパターニングする際に用いてもよい。例えば、Al配
線をパターニングする際にも適用することができる。
【0021】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、成膜温度
を70℃以下で、スパッタ法により非晶質カーボン膜を
堆積したので、非晶質カーボン膜上にレジストパターニ
ングを行う際に、レジストの露光された領域で発生した
酸が消失することがなくなり、非晶質カーボン膜上に形
成したレジストパターンの裾引きを抑制することができ
る。
を70℃以下で、スパッタ法により非晶質カーボン膜を
堆積したので、非晶質カーボン膜上にレジストパターニ
ングを行う際に、レジストの露光された領域で発生した
酸が消失することがなくなり、非晶質カーボン膜上に形
成したレジストパターンの裾引きを抑制することができ
る。
【0022】また、このようにしてレジストパターンの
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜は、レ
ジストパターニングを行う際には、反射防止膜として用
いることができる。
裾引きを抑えることができるので、安定したパターン線
幅を得ることができる。また、非晶質カーボン膜は、レ
ジストパターニングを行う際には、反射防止膜として用
いることができる。
【図1】本発明の一実施例による非晶質カーボン膜の成
膜温度とレジストパターンの裾引き量との関係を示すグ
ラフである。
膜温度とレジストパターンの裾引き量との関係を示すグ
ラフである。
【図2】本発明の一実施例による非晶質カーボン膜の成
膜温度とピボタルシフト量の関係を示すグラフである。
膜温度とピボタルシフト量の関係を示すグラフである。
【図3】従来の半導体装置の製造方法における課題を説
明する図である。
明する図である。
10…下地基板 12…下地の膜 14…非晶質カーボン膜 16a…ポジ型のレジスト 16b…ネガ型のレジスト 18…露光された領域 20…裾引き 22…食い込み
Claims (2)
- 【請求項1】 被加工体上に、70℃以下の成膜温度に
おいて、スパッタ法により非晶質カーボン膜を堆積する
非晶質カーボン膜堆積工程と、 前記非晶質カーボン膜上に、レジストパターンを形成す
るレジストパターン形成工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記非晶質カー
ボン膜及び前記被加工体をエッチングするエッチング工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記非晶質カーボン膜を、前記レジストをパターニング
する際に反射防止膜として用いることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24288894A JPH08107051A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24288894A JPH08107051A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08107051A true JPH08107051A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17095726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24288894A Withdrawn JPH08107051A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08107051A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111694218A (zh) * | 2014-05-21 | 2020-09-22 | 旭化成株式会社 | 感光性树脂组合物以及电路图案的形成方法 |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP24288894A patent/JPH08107051A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111694218A (zh) * | 2014-05-21 | 2020-09-22 | 旭化成株式会社 | 感光性树脂组合物以及电路图案的形成方法 |
CN111694218B (zh) * | 2014-05-21 | 2023-09-08 | 旭化成株式会社 | 感光性树脂组合物以及电路图案的形成方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |