JPH07263330A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents

レジストパターンの形成方法

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JPH07263330A
JPH07263330A JP6076437A JP7643794A JPH07263330A JP H07263330 A JPH07263330 A JP H07263330A JP 6076437 A JP6076437 A JP 6076437A JP 7643794 A JP7643794 A JP 7643794A JP H07263330 A JPH07263330 A JP H07263330A
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JP
Japan
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resist
forming
pattern
oxide film
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6076437A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Murata
昇 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH07263330A publication Critical patent/JPH07263330A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70466Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可及的に微細化された膜パターンを形成可能
なレジストパターンの形成方法を提供する。 【構成】 レジストの上に形成される酸化シリコン膜を
パターン形成して位相シフタとして用い、更にパターン
形成された酸化シリコン膜のない部分のレジストを位相
シフト法による露光前に除去しておくことにより、通常
の位相シフト法による未露光幅、即ちレジスト幅の約半
分の幅のレジストが得られることから、膜パターンを微
細化することが可能となり、例えば非常に微細な電極を
備えた半導体装置を製造することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に基板上に微細な電極膜等を形成するべく微
細なパターンにレジストを形成するための方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置、特にMOS型半導体
装置に於ける電極を形成する手順として、まずシリコン
基板の表面に熱酸化膜を形成し、この上に電極材料とし
ての多結晶シリコン膜を形成し、その上にレジストを形
成する。次いで、このレジストを電極の形状にパターン
形成し、これをマスクとして多結晶シリコン膜をエッチ
ングする。最後にレジストを除去することで多結晶シリ
コンの電極が完成する。
【0003】一方、半導体装置に対して同じ面積により
多くの機能を持つ半導体装置を製造し、かつ動作速度を
速くする要望が高まっており、その一端として上記電極
の寸法(断面積)を可及的に小さくすることが望まれて
いるが、上記方法により形成された電極の寸法は、レジ
ストの寸法によって決定され、レジストや露光装置等の
リソグラフィ技術の解像力と焦点深度によって決定され
ることから微細化に限界があった。
【0004】そこで、例えば特開平5−119480号
公報には、位相シフト法を用いたレジストパターンの形
成方法が開示されている。これは、ゲート電極を形成す
るために、まずi線に感光する第1のレジストを形成
し、その上にg線に感光する第2のレジストを形成し、
マスクを用いて電極を形成すべき部分が段部となるよう
に第2のレジストを露光、現像する。次に、第1のレジ
ストを位相シフタとして第1のレジストを全面露光し、
更に残りの第2のレジストをも全面露光し、現像する。
これにより、上記段部の直下の第1のレジストのみ露光
されず、所定の微細幅のレジストパターンが残ることと
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平5−119480号公報に開示された方法では、電
極の幅は概ね一義的に決定されることから、それ以上の
微細化は困難であった。
【0006】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、可及的に
微細化された膜パターンを形成するためのレジストパタ
ーンの形成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】上記した目的は、基板上
に形成したレジストを所望のパターンに形成するための
レジストパターンの形成方法であって、前記レジストを
露光するのに用いる光の位相が180゜シフトするよう
な厚みとなるように前記レジスト上に酸化シリコン膜を
形成する過程と、前記酸化シリコン膜上に別のレジスト
を形成する過程と、前記別のレジストをパターン露光し
て現像する過程と、前記別のレジストをマスクとして前
記酸化シリコン膜をエッチングする過程と、前記レジス
トの前記エッチングにより露出した部分及び前記別のレ
ジストの全面を全面露光して現像する過程と、前記酸化
シリコン膜を位相シフタとして前記レジストをパターン
露光する過程と、該酸化シリコン膜をエッチングにより
除去する過程と、前記レジストを現像して前記所望のレ
ジストパターンを形成する過程とを有することを特徴と
するレジストパターンの形成方法を提供することにより
達成される。
【0008】
【作用】このように、レジストの上に形成される酸化シ
リコン膜をパターン形成して位相シフタとして用い、更
にパターン形成された酸化シリコン膜のない部分のレジ
ストを位相シフト法による露光前に除去しておくことに
より、通常の位相シフト法による未露光幅、即ちレジス
ト幅の約半分の幅のレジストが得られる。
【0009】
【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明に基づ
くレジストパターンの形成方法について詳細に説明す
る。
【0010】図1(a)〜図1(c)、図2(a)〜図
2(c)は、半導体装置に於ける電極の形成手順を示す
縦断面図である。まず、図1(a)に示すように、シリ
コン基板1の表面に、厚さ450nm程度の熱酸化膜から
なる素子分離酸化膜2a及び厚さ15nm程度の熱酸化膜
からなるゲート酸化膜2bを形成し、この上に導電膜と
して、気相成長法により厚さ150nm程度の多結晶シリ
コン膜3を形成する。更に、多結晶シリコン膜3の上に
吸収剤入りノボラック型ポジレジスト4を厚さ約100
0nmとなるように塗布する。レジスト4上に、光(露光
光源であるi線)の位相が半波長シフトするような厚さ
388nm程度のSOG(Spin OnGlass)膜
5を形成する。そして、最後に別のレジストとしての吸
収剤入りノボラック型ポジレジスト6を厚さ約1000
nmとなるように塗布する。
【0011】このようなシリコン基板1に対して、露光
光源としてi線(波長365nm)を用いてレジスト6に
所望のマスクパターンAを投影露光し、現像してレジス
トパターンを形成した後図1(b)に示すように、この
レジストパターンをマスクとしてCF4ガスを用いた反
応性イオンエッチング法によりSOG膜5をエッチング
して位相シフタ7を形成する。
【0012】次に、図1(c)に示すように、シリコン
基板1に対して所定の強度で全面露光し、更に現像して
位相シフタ7上のレジスト6及び位相シフタ7が形成さ
れていない部分のレジスト4を除去する。このとき、露
光強度を調節することにより、かつSOG膜5があるこ
とによりSOG膜5の下部のレジスト4は露光されな
い。尚、実際にはレジスト4とレジスト6とに互いに異
なる光で感光する材料を用い、別々に露光しても良い。
【0013】そして、図2(a)に示すように、位相シ
フタ7を用いた透過型位相シフト法により露光して位相
シフタ7のエッジ7a下部のレジスト4にパターンを転
写する。このとき、本来位相シフタ7のエッジ7aの左
右両側の所定幅d′が未露光部分となる。例えば、位相
シフタ7が形成されていない部分のレジスト4が除去さ
れていない場合に比較して未露光部分4aの幅dが略1
/2となる。
【0014】続いて、HF、NH4でウェットエッチン
グを行ってレジスト4上の位相シフタ7を除去した後、
図2(b)に示すように、レジスト4を現像することに
よって透過型位相シフト法による微細なレジストパター
ン4aが形成される。このレジストパターン4aをマス
クとしてSF6、CH22、Cl2ガスを用いた反応性イ
オンエッチング法により多結晶シリコン膜3をエッチン
グすることにより微細な電極10を形成することができ
る(図2(c))。この後、例えば、NMOS型のトラ
ンジスタを製造する場合は、図2(d)に示すようにA
sをドープ量1×1015/cm2としてシリコン基板1に
注入する。そうすることにより電極10の両側のシリコ
ン基板1中に接合深さ0.06〜0.1μmの不純物拡
散層bが形成される。
【0015】本発明により更に上述した幅dの1/2の
幅d′を有する微細な電極10を形成することができ
る。その後、シリコン基板1上に層間絶縁膜eを堆積す
る。不純物拡散層bに貫通するように層間絶縁膜eと、
素子分離酸化膜2aとを選択エッチングし、孔dを形成
する。その後、孔d″を埋める配線層cを形成する。
【0016】図3は本発明の別の実施例に於ける電極1
0に接続される配線層fを形成する方法の説明図であ
る。
【0017】電極10の一方の端には電極10より大き
な幅の領域gを有するようにパターンを形成する(図3
(a))。その後、シリコン基板1上に絶縁膜hを形成
し、領域gに貫通する孔iを絶縁膜hを選択エッチング
することにより形成する。その後、配線層fを孔内面に
形成する(図3(b))。このとき、例えばレジスト4
としてUV用レジスト(波長365nm)を用い、レジス
ト5としてDeepUV用レジストを用いても良い。ま
た、例えばUV用レジスト膜としては、ベース樹脂をノ
ボラック樹脂、感光剤をナフトキシノンジアジドとする
レジスト膜を用いることもできる。DeepUV用レジ
スト膜は、ベース樹脂としてポリヒドロキシスチレン、
感光剤としてオニウム塩を含むレジスト膜を用いること
ができる。更に、レジスト4、5をi線(波長365n
m)またはg線(波長436nm)用のレジストを用いて
も良い。
【0018】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、レジストの上に形成される酸化シリコン膜
をパターン形成して位相シフタとして用い、更にパター
ン形成された酸化シリコン膜のない部分のレジストを位
相シフト法による露光前に除去しておくことにより、通
常の位相シフト法による未露光幅、即ちレジスト幅の約
半分の幅のレジストが得られることから、膜パターンを
微細化することが可能となり、例えば非常に微細な電極
を備えた半導体装置を製造することが可能になる。ま
た、トランジスタの電源電圧を下げることが可能な半導
体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の一実施例に於ける
半導体装置の電極の製造工程の前半を示す縦断面図であ
る。
【図2】(a)〜(c)は、本発明の一実施例に於ける
半導体装置の電極の製造工程の後半を示す縦断面図であ
る。
【図3】本発明の一実施例に於ける電極10に配線層を
形成する説明図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2a 素子分離酸化膜 2b ゲート酸化膜 3 多結晶シリコン膜 4 レジスト 4a 未露光部分 5 SOG膜 6 別のレジスト 7 位相シフタ 7a エッジ 10 電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3065 H01L 21/30 528 21/302 F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成したレジストを所望のパ
    ターンに形成するためのレジストパターンの形成方法で
    あって、 前記レジストを露光するのに用いる光の位相が180゜
    シフトするような厚みとなるように前記レジスト上に酸
    化シリコン膜を形成する過程と、 前記酸化シリコン膜上に別のレジストを形成する過程
    と、 前記別のレジストをパターン露光して現像する過程と、 前記別のレジストをマスクとして前記酸化シリコン膜を
    エッチングする過程と、 前記レジストの前記エッチングにより露出した部分及び
    前記別のレジストの全面を全面露光して現像する過程
    と、 前記酸化シリコン膜を位相シフタとして前記レジストを
    パターン露光する過程と、 該酸化シリコン膜をエッチングにより除去する過程と、 前記レジストを現像して前記所望のレジストパターンを
    形成する過程とを有することを特徴とするレジストパタ
    ーンの形成方法。
JP6076437A 1994-03-22 1994-03-22 レジストパターンの形成方法 Withdrawn JPH07263330A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091309A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Handotai Sentan Technologies:Kk 半導体パターン形成装置及び半導体パターン形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091309A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Handotai Sentan Technologies:Kk 半導体パターン形成装置及び半導体パターン形成方法

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