JPH01101634A - Pattern formation - Google Patents
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置の製造において、傾斜した側壁を
有するパターンの形成方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of forming a pattern having inclined sidewalls in the manufacture of semiconductor devices.
(従来の技術)
従来からテーパを有するパターン形成方法として、例え
ば、特開昭58−173214号公報に記載されている
ように、エツチングマスクに用いろレジスト層のエツチ
ング速度が比較的大きいエツチング条件で、レジスト層
のエツジを後退させて、被エツチング膜のパターンにテ
ーバを形成する方法が知られている。(Prior Art) Conventionally, as a method for forming a pattern having a taper, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 173214/1980, it has been used as an etching mask under etching conditions where the etching rate of the resist layer is relatively high. A method is known in which the edges of the resist layer are set back to form a taper in the pattern of the film to be etched.
第2図(a)〜(Co)を用いてその方法の一例を説明
する。An example of the method will be explained using FIGS. 2(a) to (Co).
まず、第2図(a)に示すように、Si基板21上に下
地膜22を形成し、被エツチング膜23を被着する。さ
らに、第2図(b)に示すように、所望のレジストw1
24を形成する。First, as shown in FIG. 2(a), a base film 22 is formed on a Si substrate 21, and a film to be etched 23 is deposited thereon. Furthermore, as shown in FIG. 2(b), the desired resist w1
Form 24.
次に、レジストのエツチング速度が比較的大きく、シか
もレジストが等方的1ζエツチングされる条件でこの構
造物をエツチングすると、レジスト層24のエツジが後
退し、第2図(c)に示すように被エツチングl’J2
3の側壁にテーパ25が形成される。Next, when this structure is etched under conditions where the resist etching rate is relatively high and the resist is isotropically etched, the edges of the resist layer 24 recede, as shown in FIG. 2(c). Etched to l'J2
A taper 25 is formed on the side wall of 3.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、以上述べた従来のパターン形成方法では
、十分なテーパ角を形成するためにレジストのエツチン
グ速度を大きくした場合、エツチング中にレジスト層が
除去され、被エツチング膜の残膜量が減少しなりパター
ン上部のエツジ形状が劣化するという問題が生じろ(第
3図)。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional pattern forming method described above, when the etching rate of the resist is increased to form a sufficient taper angle, the resist layer is removed during etching, A problem arises in that the remaining amount of the etched film decreases and the edge shape on the upper part of the pattern deteriorates (FIG. 3).
特に、半導体装置の製造プロセスにおいて下地に高低が
あると、レジスト層の膜厚が場所によって異なり膜厚が
薄い部分でこのような問題が起こりやすい。In particular, when there are elevations in the underlying layer during the manufacturing process of a semiconductor device, the thickness of the resist layer varies depending on the location, and such problems are likely to occur in areas where the resist layer is thin.
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決するため本発明のパターン形成方法は
、半導体基板上にパターンを形成すべき第1の薄膜を被
着する工程と、この第1の薄膜の上に上部よりも下部の
幅が狭いレジスト層を形成する工程と、該レジスト層を
、マスクとして等方性成分の割合を大きくした条件で前
記第1の薄膜を途中までエツチングする工程と、該レジ
スト層をマスクとして前記エツチングより異方性成分を
高めた条件で前記第1の薄膜を最後までエツチングする
工程とからなる。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the pattern forming method of the present invention includes a step of depositing a first thin film on which a pattern is to be formed on a semiconductor substrate, and a step of depositing a first thin film on which a pattern is to be formed on a semiconductor substrate. forming a resist layer on top of the resist layer having a width narrower at the bottom than at the top, and using the resist layer as a mask to etch the first thin film halfway under conditions where the proportion of the isotropic component is increased; Using the resist layer as a mask, the first thin film is etched to the end under conditions with a higher anisotropic component than the etching.
(作 用)
本発明によれば、上部よりも下部の幅が狭いレジスト層
の下部によって第1の薄膜のパターンの上部幅が制御さ
れる。また、このレジスト層の上部幅によって該パター
ンの下部幅が制御される。(Function) According to the present invention, the upper width of the first thin film pattern is controlled by the lower part of the resist layer, which is narrower in width than the upper part. Further, the width of the bottom of the pattern is controlled by the width of the top of the resist layer.
したがって、第1の薄膜のパターンの側壁にテーパが形
成される。Therefore, a taper is formed on the sidewall of the first thin film pattern.
(実施例)
a、実施例1
本発明のパターン形成方法の第1の実施例を、第1図を
参照して説明する。(Examples) a. Example 1 A first example of the pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、第1図(a)に示すように、半導体基板としての
Si基板11上に絶縁膜として5i02膜12を形成し
、その上にエツチングすべき第1の薄膜13を形成する
。さらに、この上に第2の薄膜14を被着する。First, as shown in FIG. 1(a), a 5i02 film 12 is formed as an insulating film on a Si substrate 11 as a semiconductor substrate, and a first thin film 13 to be etched is formed thereon. Further, a second thin film 14 is deposited thereon.
第1の薄膜13として、人1もしくはAl−5i合金膜
が使用される。また、第2の薄膜14として、アモルフ
ァスSi、 SiO□p Si3N4などの絶縁膜もし
くは、W、 Ti、 Mo、 Ta、 TiWなどの金
属膜が使用される。As the first thin film 13, a film 1 or an Al-5i alloy film is used. Further, as the second thin film 14, an insulating film such as amorphous Si, SiO□pSi3N4, or a metal film such as W, Ti, Mo, Ta, or TiW is used.
次に、上部よりも下部の幅の狭いレジスト層15を形成
する。このような断面形状をもつレジスト層(よ、L
M R(Low 1Joleeular wetgbt
ResiMt)を使用することによって容易に形成す
ることができる。このLMRは「河津隆治、外8名、電
子通信学会技報、5SD83−178 (1984)1
〜8頁」に記載されており、オーバーへングRe現像時
間を変化させることによって自由に制御できる。Next, a resist layer 15 is formed, the width of which is narrower at the bottom than at the top. A resist layer with such a cross-sectional shape (Y, L
M R (Low 1 Joleeular wetgbt
It can be easily formed by using ResiMt). This LMR is “Ryuji Kawazu, 8 others, Technical Report of Institute of Electronics and Communication Engineers, 5SD83-178 (1984) 1
The overhang Re development time can be freely controlled by changing the overhang Re development time.
次に、第1図(b)に示すように、レジスト層15をマ
スクとして第2の薄膜14に等方性エツチングを施し、
第2の薄膜14のエツジをレジスト層15の下部にそろ
える。Next, as shown in FIG. 1(b), the second thin film 14 is subjected to isotropic etching using the resist layer 15 as a mask.
The edges of the second thin film 14 are aligned with the bottom of the resist layer 15.
次に、第1図(C)に示すように、レジスト層15をマ
スクとして、等方性成分の割合を大きくした条件で第1
の#膜13を途中までエツチングする。Next, as shown in FIG. 1(C), using the resist layer 15 as a mask, a first
The # film 13 is etched halfway.
次に、第1図(d)に示すように、同じくレジストFJ
15をマスクとして、前記の第1の薄膜13のエツチン
グよゆも異方性成分を高めた条件で第1の薄膜13を最
後までエツチングする。側壁にテーパを有する第1の薄
膜13のパターン16が形成される。Next, as shown in FIG. 1(d), the resist FJ is
15 as a mask, the first thin film 13 is etched to the end under conditions that enhance the anisotropic component as in the etching of the first thin film 13 described above. A pattern 16 of the first thin film 13 having a tapered sidewall is formed.
次に、第1図(6)に示すように、レジスト層15を除
去した後、第2の薄膜14を除去する。Next, as shown in FIG. 1(6), after removing the resist layer 15, the second thin film 14 is removed.
ここで、第1の実施例をさらに詳述する。The first embodiment will now be described in further detail.
まず、第1図(a)に示すように、Si基板11上に5
i02を3000 A形成し、その上にエツチングすべ
き第1の薄膜13として、層−3i(1に)膜をマグネ
トロンスパッタ法によって約1μ詭被着する。さらに、
この上に第2の薄膜としてアモルファスSi膜をマグネ
トロンスパッタ法によって約aoo 入被着する。First, as shown in FIG. 1(a), five
i02 is formed to a thickness of 3000 A, and a layer-3i (1) film is deposited thereon to a thickness of about 1 μm by magnetron sputtering as the first thin film 13 to be etched. moreover,
On top of this, an amorphous Si film is deposited as a second thin film in a thickness of about an inch by magnetron sputtering.
次に、LMRを用いて上部よりも下部の幅が狭いレジス
ト層を形成する。LMRとして、例えばノボラックのナ
フトキノンアジドスルホン酸エステル系レジストを30
wtにメチルセルソルブアセテートに溶解したものを回
転塗布法により月−S+膜上に約1戸形成する。露光後
、モノクロルベンゼン1に対しシクロヘキサン0.15
の混合液を用い、液温25℃で50秒間現像すると、第
1図(a)に示すように上部よりも下部の幅が狭いレジ
スト層15が得られる。Next, a resist layer having a lower width narrower than an upper part is formed using LMR. As an LMR, for example, a novolac naphthoquinone azidosulfonic acid ester resist is used at 30%
Approximately one layer of wt dissolved in methylcellosolve acetate is formed on the Tsuki-S+ film by spin coating. After exposure, cyclohexane 0.15 to 1 monochlorobenzene
When the mixed solution is developed for 50 seconds at a solution temperature of 25° C., a resist layer 15 having a width narrower at the bottom than at the top is obtained as shown in FIG. 1(a).
次に、レジスト層15をエツチングマスクとして、平行
平板型反応性イオンエツチング装置を用い、アモルファ
スS′iからなる第2の薄膜に等方性エツチングを施す
。エツチング条件は例えば、高周波電力密度0. HV
/c+a2、ガス圧20Pa、 CF4 と0゜の混合
ガス流量200sec+mである。このエツチングによ
り、第2の薄膜14のエツジがレジスト層15の下部に
そろえられる(第1図(b))。Next, using the resist layer 15 as an etching mask, the second thin film made of amorphous S'i is isotropically etched using a parallel plate type reactive ion etching apparatus. The etching conditions are, for example, a high frequency power density of 0. HV
/c+a2, gas pressure is 20 Pa, and mixed gas flow rate of CF4 and 0° is 200 sec+m. By this etching, the edges of the second thin film 14 are aligned with the lower part of the resist layer 15 (FIG. 1(b)).
次に、同じエツチング装置を用い、レジスト層15をマ
スクとして、等方性成分の割合を大きくした条件で月−
31からなる第1の薄膜13を途中までエツチングする
(第1図(e))。乙の゛エツチングにより、第1のR
pA13の膜厚の40%〜80%を選択的に除去する。Next, using the same etching apparatus and using the resist layer 15 as a mask, etching was performed under conditions where the proportion of the isotropic component was increased.
The first thin film 13 consisting of 31 is etched halfway (FIG. 1(e)). Due to the etching of B, the first R
Selectively remove 40% to 80% of the film thickness of pA13.
エツチング条件は例えば、高周波電力密度0.24W/
Cm2、ガス圧30Pa、 BCL3ガス流量200s
ecmおよびCF4 と02の混合ガス流量503ee
l11.膜厚の除去量的60%である。The etching conditions are, for example, a high frequency power density of 0.24W/
Cm2, gas pressure 30Pa, BCL3 gas flow rate 200s
Mixed gas flow rate of ecm and CF4 and 02 503ee
l11. The removal amount of the film thickness is 60%.
次に、同じエツチング装置を用い、レジスト層15をマ
スクとして、前記の第1の薄膜13のエツチングよりも
異方性成分を高めた条件で第1のRHtA13を最後ま
でエツチングする。エツチング条件は例えば、高周波電
力密度0.21/e請2、ガス圧20Pa、 BCL3
ガス流i!に200scemおよびCF4 と02の混
合ガス流量50sec+aである。Next, using the same etching apparatus and using the resist layer 15 as a mask, the first RHtA 13 is etched to the end under conditions that increase the anisotropic component compared to the etching of the first thin film 13 described above. Etching conditions are, for example, high frequency power density 0.21/e 2, gas pressure 20 Pa, BCL3
Gas style i! The flow rate of the mixed gas of CF4 and 02 was 50 sec+a.
上記のエツチングにより、側壁にテーパを有する第1の
薄膜13のパターン16が形成されろ(第1図(d))
。このパターン16の上部幅L1はレジスト層15の下
部幅によって制御され、下部幅L2はレジスト層15の
上部幅によって制御される。By the above etching, a pattern 16 of the first thin film 13 having a tapered side wall is formed (FIG. 1(d)).
. The upper width L1 of this pattern 16 is controlled by the lower width of the resist layer 15, and the lower width L2 is controlled by the upper width of the resist layer 15.
ところで、上記実施例では第2の薄膜14を形成した例
を示したが、これは第1の薄膜13のエツチングにおい
て、レジスト層15もわずかにエツチングされるからで
ある。第2の薄膜14は、レジスト層15の当初の下部
幅を、より正確にパターン16の上部幅L1に反映させ
るために形成される。したがって、レジスト層15の下
部幅の減少が許容範囲であれば、第2の薄膜14は形成
される必要はない。Incidentally, in the above embodiment, an example was shown in which the second thin film 14 was formed, but this is because the resist layer 15 is also slightly etched when the first thin film 13 is etched. The second thin film 14 is formed to more accurately reflect the original lower width of the resist layer 15 on the upper width L1 of the pattern 16. Therefore, if the reduction in the lower width of the resist layer 15 is within an acceptable range, it is not necessary to form the second thin film 14.
b、実施例2 本発明の第2の実施例を第4図を参照して説明する。b. Example 2 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、第4図(a)に示すように、第1の実施例と同様
にSi基板41上にSiO□膜42全4200X形成し
、その上にエツチングすべき第1の薄膜43として人1
−Si合金膜を約り」被着する。さらに、この上に第2
の薄膜44としてアモルファスSi膜を約600人波着
する。第1の実施例と同様に、第2の薄膜44は形成さ
れなくともよい。First, as shown in FIG. 4(a), a SiO□ film 42 of 4200× is formed on a Si substrate 41 in the same manner as in the first embodiment.
- Deposit a Si alloy film. Furthermore, a second
About 600 layers of amorphous Si film are deposited as the thin film 44. As in the first embodiment, the second thin film 44 may not be formed.
次に、ポリメチルメタアクリレ−1−(PMMA)とポ
ジ型レジストを用いて、上部よりも下部の幅の狭い2J
ilレジスト45を形成する。Next, using polymethyl methacrylate-1- (PMMA) and a positive resist, a 2J
An il resist 45 is formed.
第2の薄膜44上にPMMAを約1.2戸、ポジ型レジ
ストを約IP1塗布する。ポジ型レジストを所望のパタ
ーンを有するフォトマスクを用いて露光した後、現像し
て上層レジスト層46を形成する。さらに、この上層レ
ジスト層46をマスクとして、PMMA膜に紫外線を露
光した後、現像して下層レジスト層47を形成する。Approximately 1.2 coats of PMMA and about 1 coat of positive resist are coated on the second thin film 44. After exposing the positive resist using a photomask having a desired pattern, the upper resist layer 46 is formed by developing it. Furthermore, using this upper resist layer 46 as a mask, the PMMA film is exposed to ultraviolet light and then developed to form a lower resist layer 47.
PMMAIIIのパターニングにおいて、紫外線の露光
量および現像条件の設定により下層レジスト層47のサ
イドエツチングを大きくして、そのエツジを上層レジス
ト層46のエツジより内側(こ位置させることが可能で
ある(第4図(a))。In patterning PMMA III, it is possible to increase the side etching of the lower resist layer 47 by setting the amount of ultraviolet exposure and development conditions, and to position the edge inside the edge of the upper resist layer 46. Figure (a)).
次に、上層レジスト層46および下層レジストNI47
からなる2Nレジスト層45を用いて、第1の実施例と
同様に、第2の薄膜44についで第1の薄膜43をエツ
チングする。Next, the upper resist layer 46 and the lower resist layer NI47
The second thin film 44 and then the first thin film 43 are etched using a 2N resist layer 45 consisting of the following.
このエツチングにより、側壁にテーパを有する第1の薄
膜43のパターン48が形成される(第4図(b))。By this etching, a pattern 48 of the first thin film 43 having a tapered sidewall is formed (FIG. 4(b)).
このパターン48の上部幅は下層レジスト層47の幅に
よって制御され、下部幅は上層レジスト7iJ46の幅
によって制御される。The upper width of this pattern 48 is controlled by the width of the lower resist layer 47, and the lower width is controlled by the width of the upper resist layer 7iJ46.
(効 果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、上部より
も下部の幅が狭いレジスト層の下部によって第1のR膜
のパターンの上部幅がflill#される。(Effects) As described above in detail, according to the present invention, the upper width of the pattern of the first R film is filled # by the lower part of the resist layer, which is narrower at the lower part than the upper part.
また、このレジスト層の上部幅によって該パターンの下
部幅が制御される。Further, the width of the bottom of the pattern is controlled by the width of the top of the resist layer.
したがって、該パターンの側壁の傾斜角を容易に制御す
ることができる。また、レジスト層のエツジの後退を利
用しないので、レジスト層の除去によるパターン形状の
劣化がなく、良好なテーバ分有するパターンが形成でき
る。Therefore, the inclination angle of the sidewall of the pattern can be easily controlled. Furthermore, since the retreat of the edges of the resist layer is not utilized, there is no deterioration of the pattern shape due to removal of the resist layer, and a pattern having a good taper can be formed.
第1図は本発明のパターン形成方法の第1の実施例の工
程説明図、第2図および第3図は従来のパターン形成方
法の工程説明図、第4図は本発明の第2の実施例の工程
説明図である。
11.41・・・Si基板、12,42・・・5iO2
U、13.43・・・第1の薄膜、14,44・・・第
2のR膜、15・・・レジスト5.16,48・・・第
1の’f4膜のパターン、45・・・2NレジストFi
、46・・・上層レジスト層、47・・・下層レジスト
層。
本発明/)括1のかし]
第1図
1a来りパターン子つ斤き6)云
第2図
Ueリパターンデ5版方地
第3図
〉ト全p月 つ項3 zデン¥i神例
見 4 Σ
qt:Si墨版
ヶz: sンθ、月莫
μ3:拓1り両様
q引算2つ句nチ
4r二 2Jl/”/’スTJFIG. 1 is a process explanatory diagram of a first embodiment of the pattern forming method of the present invention, FIGS. 2 and 3 are process explanatory diagrams of a conventional pattern forming method, and FIG. 4 is a process explanatory diagram of a second embodiment of the present invention. It is an example process explanatory diagram. 11.41...Si substrate, 12,42...5iO2
U, 13.43...first thin film, 14,44...second R film, 15...resist 5.16,48...pattern of first 'f4 film, 45...・2N resist Fi
, 46... Upper resist layer, 47... Lower resist layer. This invention/) Bracket 1] Fig. 1 1a coming pattern 6) Fig. 2 Ue repattern de 5th edition direction Fig. 3 4 Σ qt: Si ink version z: sun θ, moon mo μ 3: Taku 1 Riyosama q subtraction 2 phrases nchi 4r 2 2Jl/”/'s TJ
Claims (2)
記第1の薄膜上に上部よりも下部の幅が狭いレジスト層
を形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして等方
性成分の割合を大きくしたエッチング条件で前記第1の
薄膜を途中までエッチングする工程と、前記レジスト層
をマスクとして前記エッチングより異方性成分を高めた
条件で前記第1の薄膜を最後までエッチングする工程と
を有するパターン形成方法。(1) A step of forming a first thin film on a semiconductor substrate, a step of forming a resist layer having a lower width narrower than an upper portion on the first thin film, and an isotropic component using the resist layer as a mask. a step of etching the first thin film halfway under etching conditions in which the ratio of A pattern forming method comprising:
記第1の薄膜上に前記第1の薄膜と被エッチング性の異
なる第2の薄膜を形成する工程と、前記第2の薄膜上に
上部よりも下部の幅が狭いレジスト層を形成する工程と
、前記レジスト層をマスクとして前記第2の薄膜を選択
的にエッチングし前記第2の薄膜のエッジを前記レジス
ト層の下部にそろえる工程と、前記レジスト層および前
記第2の薄膜をマスクとして等方性成分の割合を大きく
したエッチング条件で前記第1の薄膜を途中までエッチ
ングする工程と、前記レジスト層および前記第2の薄膜
をマスクとして前記エッチングより異方性成分を高めた
条件で前記第1の薄膜を最後までエッチングする工程と
を有するパターン形成方法。(2) a step of forming a first thin film on a semiconductor substrate; a step of forming a second thin film having a different etchability from the first thin film on the first thin film; and a step of forming a second thin film on the first thin film. forming a resist layer on top with a width narrower at the bottom than at the top, and selectively etching the second thin film using the resist layer as a mask to align the edge of the second thin film with the bottom of the resist layer. a step of etching the first thin film halfway under etching conditions in which the ratio of isotropic components is increased using the resist layer and the second thin film as a mask; A pattern forming method comprising the step of etching the first thin film to the end under conditions with a higher anisotropic component than the etching as a mask.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25827587A JPH01101634A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Pattern formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25827587A JPH01101634A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Pattern formation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01101634A true JPH01101634A (en) | 1989-04-19 |
Family
ID=17317982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25827587A Pending JPH01101634A (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Pattern formation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01101634A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017518646A (en) * | 2014-06-04 | 2017-07-06 | ユニバーシティ ド エクス‐マルセイユ | Method for randomly texturing a semiconductor substrate |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP25827587A patent/JPH01101634A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017518646A (en) * | 2014-06-04 | 2017-07-06 | ユニバーシティ ド エクス‐マルセイユ | Method for randomly texturing a semiconductor substrate |
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