JP2000077351A - 多層レジスト構造基板およびｔ型ダミーゲート構造基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布酸化膜層の厚みが均一であり、かつ、レジ
スト層の除去が容易であり、さらに、基板の機械的強度
の低下を生じることのない多層レジスト構造基板および
Ｔ型ダミーゲート構造基板の製造方法を提供する。 【解決手段】基板１０上に第１のレジスト層１２を形成
した後、第１のレジスト層１２に燐イオンＰ⁺ を打ち込
む。次いで、第１のレジスト層１２上に塗布酸化膜層を
形成し、塗布酸化膜上に第２のレジスト層を形成して多
層レジスト構造とする。その後、さらにエッチング等に
よりＴ型ダミーゲート構造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に多層レジ
スト構造を設ける多層レジスト構造基板および基板上に
Ｔ型ダミーゲート構造を設けるＴ型ダミーゲート構造基
板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、セルフアラインＦＥＴの製造
等、微細加工を必要とする半導体素子の製造工程におい
ては、基板上に多層レジスト構造を設けて、エッチング
によりパターンを形成することが行われている。特に、
基板上にＴ型ダミーゲート構造を形成し、イオン注入法
によるセルフアラインでｎ⁺ 層を基板に注入する製造工
程では、マスク用の、例えば、ＳｉＯ₂ 層を基板上に精
度良く形成する必要があることから、多層レジスト構造
を設けた基板を用いることが必須となる。

【０００３】例えば、上記したセルフアラインの場合、
通常、以下の製造方法が用いられている。

【０００４】まず、図１２に示すように、例えば、Ｓｉ
等の材料からなる基板１にレジストを塗布して、レジス
ト層２が形成される。

【０００５】次いで、図１３に示すように、前記レジス
ト層２に、例えば、塗布酸化膜（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌ
ａｓｓ）材料を塗布して塗布酸化膜層３が形成される。
このとき、相互に反応性を有する塗布酸化膜材料および
レジスト中の有機物同士がミキシングすると均一な厚み
の塗布酸化膜層３を形成することが困難であることか
ら、この反応性を低下させるために、前記レジスト層２
を形成する工程において、該レジスト層２を２００℃以
上の高温で、例えば、約１分間程度熱処理することが行
われている。

【０００６】さらに、図１４に示すように、前記塗布酸
化膜層３にレジストを塗布して、レジスト層４が形成さ
れる。これにより、多層レジスト構造基板が完成する。

【０００７】この多層レジスト構造基板を用いてＴ型ダ
ミーゲート構造基板を製造する場合は、さらに、図１５
に示すように、マスク５を重ねて露光し現像して、残存
レジスト層４ａが形成される。

【０００８】次いで、残存レジスト層４ａをマスクとし
てドライエッチング処理を行うことにより、図１６に示
すように、残存塗布酸化膜層３ａが形成される。

【０００９】次いで、図１６の状態において、さらに、
残像レジスト層４ａをマスクとして、ドライエッチング
処理を行うことで、図１７に示すように、残存レジスト
層４ａが除去されるとともに、レジスト層２の残存塗布
酸化膜層３ａの存在しない部分が除去されて残存レジス
ト層２ａが形成される。

【００１０】次いで、残存塗布酸化膜層３ａをマスクと
して残存レジスト層２ａをドライサイドエッチング処理
することで残存塗布酸化膜層３ａの下に、より細い残存
レジスト層２ａが形成され、これにより、図１８に示す
ように、多層レジスト構造であるＴ型ダミーゲート７が
設けられた基板１が完成する。

【００１１】このようにして製造された前記基板１を用
いてイオン注入法によるセルフアラインでｎ⁺ 層を基板
に注入する製造工程では、まず、図１９に示すように、
Ｔ型ダミーゲート７が設けられた基板１に対してイオン
を注入して基板１中にｎ⁺ 層を形成し、次いで、図２０
に示すように、例えば、スパッタ法により、基板１およ
びＴ型ダミーゲート７の表面にＳｉＯ₂ 層８を形成す
る。

【００１２】次いで、図２１に示すように、レジスト剥
離液またはアセトン等の有機溶剤を用いて超音波洗浄
し、不要となったＴ型ダミーゲート７を除去し、さらに
酸素プラズマ処理を行って、残存するレジスト層２ａを
除去し、残存ＳｉＯ₂ 層８ａのみを基板１上に残す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、前記レジスト層２が高温で熱処理さ
れているために、残存レジスト層２ａを確実に除去する
ことは困難であり、基板１上に残留物が残ってしまう。

【００１４】これに対処するために、レジスト除去能力
の高いレジスト剥離液を使用したり、または、超音波洗
浄を長時間施すことが行われているが、これらの場合、
レジスト除去の際に発生する基板１の損傷が原因となっ
て、該基板１の機械的強度が低下する等の不都合が発生
する。

【００１５】一方、前記レジスト層２の熱処理温度を低
下させることによって対処しようとすると、前記したよ
うに、レジストと塗布酸化膜との反応性が高いために均
一な厚みの塗布酸化膜層３を形成することが困難とな
る。

【００１６】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、塗布酸化膜層の厚みが均一で、かつ、レ
ジスト層の除去が容易であり、さらに、基板の機械的強
度の低下を生じることのない多層レジスト構造基板の製
造方法およびその多層レジスト構造基板を用いたＴ型ダ
ミーゲート構造基板の製造方法を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に多層
レジスト構造を設ける多層レジスト構造基板の製造方法
であって、前記基板上に第１のレジスト層を形成する工
程と、前記第１のレジスト層にイオンを打ち込む工程
と、イオンの打ち込まれた前記第１のレジスト層上に塗
布酸化膜層を形成する工程と、前記塗布酸化膜層上に第
２のレジスト層を形成する工程と、を有することを特徴
とする。

【００１８】この場合、イオン注入により第１のレジス
ト層が改質され、これにより、第１のレジスト層を高温
で熱処理することなくレジストと塗布酸化膜との反応性
を低下させることができるために、第１のレジスト層上
への塗布酸化膜の塗布を均一に行うことができる。ま
た、第１レジスト層の除去が容易であるために、基板上
の残存物の量を低減することができる。さらに、レジス
ト能力の高い剥離液を使用したり、超音波洗浄を長時間
施すことがないために、基板の機械的強度の低下を生じ
ることがない。ここで、第１のレジスト層に打ち込むイ
オンは、燐、珪素、砒素、硼素等の原子イオン、および
それらの分子イオンを用いることができる。

【００１９】また、本発明は、基板上にＴ型ダミーゲー
ト構造を設けるＴ型ダミーゲート構造基板の製造方法で
あって、前記基板上に第１のレジスト層を形成する工程
と、前記第１のレジスト層にイオンを打ち込む工程と、
イオンの打ち込まれた前記第１のレジスト層上に塗布酸
化膜層を形成する工程と、前記塗布酸化膜層上に第２の
レジスト層を形成する工程と、前記第２のレジスト層を
除去して第２の残存レジスト層を形成する工程と、前記
塗布酸化膜層を除去して前記第２の残存レジスト層と対
応する位置に残存塗布酸化膜層を形成する工程と、前記
第２の残存レジスト層および前記第１のレジスト層を除
去して前記残存塗布酸化膜層と対応する位置に該残存塗
布酸化膜層よりも幅の狭い第１の残存レジスト層を形成
する工程と、を有することを特徴とする。

【００２０】これにより、基板の機械的強度の低下等の
問題のないＴ型ダミーゲート構造基板を得ることがで
き、例えば、セルフアラインＦＥＴの製造等に好適に用
いることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多層レジスト
構造基板の製造方法およびその多層レジスト構造基板を
用いたＴ型ダミーゲート構造基板の製造方法の好適な実
施の形態を図１〜図１１を参照しながら説明する。

【００２２】本実施の形態の第１の例に係る多層レジス
ト構造基板の製造方法では、まず、図１に示すように、
例えば、Ｓｉ等の材料からなる基板１０にレジストを塗
布して、第１のレジスト層１２が形成される。ここで、
約１００℃の温度で約１分間プリベーク処理を施し、さ
らに、約１８０℃の温度で約１分間ポストベーク処理を
施す。

【００２３】次いで、図２に示すように、イオン打ち込
み法により、前記第１のレジスト層１２の表層に、イオ
ン、例えば、燐イオンＰ⁺ を加速電圧１０ｋＶで面密度
２．５×１０¹³ｉｏｎ／ｃｍ² で均一に打ち込む。

【００２４】次いで、図３に示すように、例えば、塗布
酸化膜材料を塗布して塗布酸化膜層１４が形成される。
このとき、前記第１のレジスト層１２の表層は燐イオン
Ｐ⁺により改質されているので、均一な厚みの塗布酸化
膜層１４が形成される。ここで、例えば、８０℃、１５
０℃、２００℃の各温度で順次それぞれ約１分間のポス
トベーク処理を施す。

【００２５】次いで、図４に示すように、前記塗布酸化
膜層１４にレジストを塗布し、第２のレジスト層１６が
形成される。ここで、約１００℃の温度で約１分間プリ
ベーク処理を施す。これにより、本実施の形態の第１の
例に係る多層レジスト構造基板が完成する。

【００２６】次に、本実施の形態の第２の例に係るＴ型
ダミーゲート構造基板の製造方法を以下に説明する。

【００２７】前記した多層レジスト構造基板を用い、さ
らに、図５に示すように、マスク１８を重ねて露光し現
像して、第２の残存レジスト層１６ａが形成される。

【００２８】次いで、図６に示すように、第２の残存レ
ジスト層１６ａをマスクとしてドライエッチング処理を
行うことにより残存塗布酸化膜層１４ａが形成される。

【００２９】次いで、図６の状態において、第２の残存
レジスト層１６ａをマスクとして、さらにドライエッチ
ング処理を行うことで、図７に示すように、第２の残存
レジスト層１６ａが除去されるとともに、レジスト層１
２の中、残存塗布酸化膜層１４ａの下に存在する残存レ
ジスト層１２ａ以外の部分が除去される。

【００３０】次いで、残存塗布酸化膜層１４ａをマスク
として残存レジスト層１２ａをドライサイドエッチング
処理することで、より細い残存レジスト層１２ａが形成
され、これにより、図８に示すように、多層レジスト構
造であるＴ型ダミーゲート２２が設けられた基板１０が
完成する。

【００３１】このようにして製造された前記基板１０を
用いてイオン注入法によるセルフアラインでｎ⁺ 層を基
板１０に注入する製造工程では、まず、図８のＴ型ダミ
ーゲート２２が設けられた基板１０に対して図９に示す
ようにイオンを注入して基板１０中にｎ⁺ 領域を形成
し、次いで、図１０に示すように、例えば、スパッタ法
により、基板１０およびＴ型ダミーゲート２２の表面に
ＳｉＯ₂ 層２４を形成する。

【００３２】次いで、図１１に示すように、レジスト剥
離液を用い、またはアセトン等の有機溶剤を用いて超音
波洗浄して不要となったＴ型ダミーゲート２２を除去
し、さらに酸素プラズマ処理を行って、残存するレジス
ト層１２ａを除去して残存ＳｉＯ₂ 層２４ａのみを基板
１０上に残す。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に多層レジスト構造を設ける多層レジスト構造基
板の製造方法であって、前記基板上に第１のレジスト層
を形成する工程と、前記第１のレジスト層にイオンを打
ち込む工程と、イオンの打ち込まれた前記第１のレジス
ト層上に塗布酸化膜層を形成する工程と、前記塗布酸化
膜層上に第２のレジスト層を形成する工程とを有する。

【００３４】このため、塗布酸化膜層の膜の厚さが均一
で、かつ、第１のレジスト層の除去が容易であり、さら
に、基板の機械的強度の低下を生じることのない多層レ
ジスト構造基板を得ることができるという効果が達成さ
れる。

【００３５】また、本発明によれば、基板上にＴ型ダミ
ーゲート構造を設けるＴ型ダミーゲート構造基板の製造
方法であって、多層レジスト構造基板を用い、さらに、
第２のレジスト層を除去して第２の残存レジスト層を形
成する工程と、塗布酸化膜層を除去して前記第２の残存
レジスト層と対応する位置に残存塗布酸化膜層を形成す
る工程と、第２の残存レジスト層および前記第１のレジ
スト層を除去して前記残存塗布酸化膜層と対応する位置
に該残存塗布酸化膜層よりも幅の狭い第１の残存レジス
ト層を形成する工程とを有する。

【００３６】このため、基板の機械的強度の低下等の問
題のないＴ型ダミーゲート構造基板を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の第１の例に係る多層レジスト構
造基板の製造方法において、基板に第１のレジスト層を
形成する工程を示す図である。

【図２】図１の工程に続き、第１のレジスト層に燐イオ
ンを注入する工程を示す図である。

【図３】図２の工程に続き、塗布酸化膜層を形成する工
程を示す図である。

【図４】図３の工程に続き、第２のレジスト層を形成し
て多層レジスト構造基板を完成する工程を示す図であ
る。

【図５】本実施の形態の第２の例に係るＴ型ダミーゲー
ト構造基板の製造方法において、図４の工程に続き、第
２の残存レジスト層を形成する工程を示す図である。

【図６】図５の工程に続き、残存塗布酸化膜層を形成す
る工程を示す図である。

【図７】図６の工程に続き、残存レジスト層を形成する
工程を示す図である。

【図８】図７の工程に続き、第１の残存レジスト層を形
成してＴ型ダミーゲート構造基板を完成する工程を示す
図である。

【図９】図８の工程に続き、ｎ⁺ 層を形成するためのイ
オン注入工程を示す図である。

【図１０】図９の工程に続き、ＳｉＯ₂ 層を形成する工
程を示す図である。

【図１１】図１０の工程に続き、残存ＳｉＯ₂ 層をマス
クとして残す工程を示す図である。

【図１２】従来の多層レジスト構造基板の製造方法にお
いて、基板にレジスト層を形成する工程を示す図であ
る。

【図１３】図１２の工程に続き、塗布酸化膜層を形成す
る工程を示す図である。

【図１４】図１３の工程に続き、レジスト層を形成して
多層レジスト構造基板を完成する工程を示す図である。

【図１５】従来のＴ型ダミーゲート構造基板の製造方法
において、図１４の工程に続き、残存レジスト層を形成
する工程を示す図である。

【図１６】図１５の工程に続き、残存塗布酸化膜層を形
成する工程を示す図である。

【図１７】図１６の工程に続き、残存レジスト層を形成
する工程を示す図である。

【図１８】図１７の工程に続き、第１の残存レジスト層
を形成してＴ型ダミーゲート構造基板を完成する工程を
示す図である。

【図１９】図１８の工程に続き、ｎ⁺ 層を形成するため
のイオン注入工程を示す図である。

【図２０】図１９の工程に続き、ＳｉＯ₂ 層を形成する
工程を示す図である。

【図２１】図２０の工程に続き、残存ＳｉＯ₂ 層をマス
クとして残す工程を示す図である。

【符号の説明】

１０…基板 １２…第１の
レジスト層 １２ａ…第１の残存レジスト層 １４…塗布酸
化膜層 １４ａ…残存塗布酸化膜層 １６…第２の
レジスト層 １６ａ…第２の残存レジスト層 １８…マスク ２４…ＳｉＯ₂ 層 ２２…Ｔ型ダ
ミーゲート ２４ａ…残存ＳｉＯ₂ 層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦山 健一朗 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 上村 友和 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 Ｆターム(参考） 5F040 DC01 FA01 FB05 FC11 FC23 5F102 FA00 GB01 GC01 GJ03 GV07 HA05 HC07 HC11 HC15 HC17 HC21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に多層レジスト構造を設ける多層レ
   ジスト構造基板の製造方法であって、 前記基板上に第１のレジスト層を形成する工程と、 前記第１のレジスト層にイオンを打ち込む工程と、 イオンの打ち込まれた前記第１のレジスト層上に塗布酸
   化膜層を形成する工程と、 前記塗布酸化膜層上に第２のレジスト層を形成する工程
   と、 を有することを特徴とする多層レジスト構造基板の製造
   方法。
2. 【請求項２】基板上にＴ型ダミーゲート構造を設けるＴ
   型ダミーゲート構造基板の製造方法であって、 前記基板上に第１のレジスト層を形成する工程と、 前記第１のレジスト層にイオンを打ち込む工程と、 イオンの打ち込まれた前記第１のレジスト層上に塗布酸
   化膜層を形成する工程と、 前記塗布酸化膜層上に第２のレジスト層を形成する工程
   と、 前記第２のレジスト層を除去して第２の残存レジスト層
   を形成する工程と、 前記塗布酸化膜層を除去して前記第２の残存レジスト層
   と対応する位置に残存塗布酸化膜層を形成する工程と、 前記第２の残存レジスト層および前記第１のレジスト層
   を除去して前記残存塗布酸化膜層と対応する位置に該残
   存塗布酸化膜層よりも幅の狭い第１の残存レジスト層を
   形成する工程と、 を有することを特徴とするＴ型ダミーゲート構造基板の
   製造方法。