JPH0917769A - 薄膜層パターニング方法 - Google Patents

薄膜層パターニング方法

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JPH0917769A
JPH0917769A JP7349864A JP34986495A JPH0917769A JP H0917769 A JPH0917769 A JP H0917769A JP 7349864 A JP7349864 A JP 7349864A JP 34986495 A JP34986495 A JP 34986495A JP H0917769 A JPH0917769 A JP H0917769A
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JP
Japan
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thin film
layer
film layer
intermediate layer
patterning method
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JP7349864A
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English (en)
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Chae-Ur No
載遇 盧
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WiniaDaewoo Co Ltd
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Daewoo Electronics Co Ltd
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    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
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    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
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    • H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
    • H10P14/6326—Deposition processes
    • H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
    • H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H10P14/6336—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
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    • H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
    • H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め定められた形状に薄膜層をパターニン
グするための、より分解能を向上させたた薄膜層パター
ニング方法を提供する。 【解決手段】 本発明の薄膜層パターニング方法で
は、平坦な上下面を有する基板を準備し、基板の上面に
薄膜層を形成し、薄膜層の上部に中間層を形成し、中間
層の上部にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジ
スト層を予め定められた形状にパターニングし、このフ
ォトレジスト層を適切な現像液を用いて現像し、中間層
及び薄膜層を予め定められた形状にエッチング処理し、
エッチング処理された中間層を除去してパターニングさ
れた薄膜層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜層をパターニン
グするための方法に関し、特に、中間層を用いて薄膜層
をパターニングするための改善された方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1には、従来の基板状に薄膜層をパタ
ーニングする方法を説明するための概略的な断面図が示
されている。
【0003】周知のように、従来の薄膜層パターニング
方法は、平坦な上下面を有する基板12と、薄膜層20
と、フォトレジスト層30とからなる半導体基板10を
準備することから始まる。図1(A)に示すように、基
板12の上面に、薄膜層20及びフォトレジスト層30
が逐次形成される。半導体基板10は、基板12の上面
に誘電体からなる薄膜層20を化学蒸着法(CVD)を
用いて形成し、薄膜層20の上部に、例えば、ポジ型レ
ジストからなるフォトレジスト層30をスピンコーティ
ング法を用いて形成することによって準備される。露光
される前にフォトレジストは現像液に対して非溶解性を
有する。半導体基板10が準備された後、フォトマスク
40はフォトレジスト層30の上部に設けられる。この
フォトマスク40は光透過性膜44と、光吸収部42と
からなる。この光透過性膜44は光透過性物質からな
り、光吸収部42は光吸収性物質からなり(または、光
吸収性物質でコーティングされ)、これによって、フォ
トマスク40は光透過領域と光吸収領域とに分けられ
る。光ビームがフォトマスク40へ照射される場合、フ
ォトマスク40の光透過領域の下部に設けられたフォト
レジスト層30の部分32は溶解され、両側の残りの部
分34は溶解されないまま残ることになる。
【0004】フォトマスク40の光透過領域の下部に設
けられたフォトレジスト層30の部分32が、適切な現
像液を用いて現像され、除去されることによって、フォ
トレジスト30の両側の残りの部分34が薄膜層20を
パターニングするマスクとして用いられることになる。
次に、フォトレジスト30の残りの部分34によりカバ
ーされない薄膜層20の部分が、例えば、イオンミリン
グ(ion milling)やドライエッチングを用いて除去され
る。
【0005】その後、フォトレジスト層30の残りの部
分34を、適当な溶液を用いて除去することによって、
図1(B)に示されているように、パターニングされた
薄膜層50が形成される。
【0006】前述した方法における主な短所の一つは、
鋭いエッジを有するパターニングされた薄膜層、即ち、
高い分解能でパターニングされた薄膜層を得ることが困
難なことである。光ビームは、フォトマスク40の光透
過領域下のフォトレジスト層30の部分32を通過し
て、フォトレジスト層30と薄膜層20との間の境界面
上に、一様に垂直に照射されず、フォトマスク40の光
吸収部42のエッジにより、入射される光ビームの一部
が散乱される。この散乱された光ビームは、フォトレジ
スト層30と薄膜層20との間の屈折率の差のために、
その境界面で反射され、その結果、フォトレジスト層3
0の両側の残りの部分34を不要に露光させて溶解可能
にさせることによって、薄膜層50のパターニングにお
ける分解能が低下するという不都合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、予め定められた形状に薄膜層をパターニングす
るための、より分解能を向上させたた薄膜層パターニン
グ方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、半導体デバイスの製造に用いら
れ、薄膜層を予め定められた形状にパターニングする薄
膜層パターニング方法であって、平坦な上下面を有する
基板を準備する第1過程と、前記基板の前記上面に前記
薄膜層を形成する第2過程と、前記薄膜層の上部に中間
層を形成する第3過程と、前記中間層の上部にフォトレ
ジスト層を形成する第4過程と、前記フォトレジスト層
を前記予め定められた形状にパターニングする第5過程
と、前記フォトレジスト層を適切な現像液を用いて現像
する第6過程と、前記中間層及び前記薄膜層を前記予め
定められた形状にエッチング処理する第7過程と、前記
薄膜層から前記エッチング処理された前記中間層を除去
することによって、前記パターニングされた薄膜層を形
成する第8過程とを含むことを特徴とする薄膜層パター
ニング方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
【0010】図2には、本発明の薄膜層パターニング方
法を説明するための概略的な断面図が示されている。図
2(A)は、フォトマスク及び半導体基板の配列を概略
的に示す断面図である。
【0011】本発明の薄膜層パターニング方法は、平坦
な上下面を有する基板110、薄膜層120、中間層1
60及びフォトレジスト層130からなる半導体基板1
00の準備することから始まる。
【0012】この半導体基板100は、最初、基板11
0の上面に化学蒸着(CVD)法を用いて誘電体(例え
ば、Si02)からなる薄膜層120を形成した後、薄
膜層120の上部に、プラズマSiO2からなり、グレ
ーデッド型の屈折率(gradedrefractive index)を有す
る、即ち屈折率が層の上から下に向かって徐々に小さく
なる中間層160を形成し、その後、中間層160の上
部に、例えば、ポジ型レジストからなるフォトレジスト
層130をスピンコーティング法を用いて形成すること
によって準備される。ここで、グレーデッド型の屈折率
は、中間層160を形成するときに、N20とシラン
(SiH4)との組成比を連続的に変化させることによ
って得られる。
【0013】図3には、SiO2の屈折率が、N20とS
iH4との組成比の関数として示されているグラフが示
されている。ポジ型レジストからなるフォトレジスト層
130の屈折率は、1.64〜1.85の範囲にあり、
SiO2からなる薄膜層120の屈折率は1.46であ
る。従って、図3に示されているグラフを用いて、N2
0とSiH4との組成比を調節することによって、中間
層160が形成される。この中間層160のグレーデッ
ド型の屈折率は、第1境界面122におけるフォトレジ
スト層130の屈折率から第2境界面124における薄
膜層120の屈折率まで徐々に小さくされている。ここ
で、第1境界面122とは、フォトレジスト層130と
中間層160との間の接触面を指し、第2境界面124
とは薄膜層120と中間層160との間の接触面を指
す。
【0014】次の過程において、フォトマスク140は
フォトレジスト層130の上部に設けられる。このフォ
トマスク140は、光透過性膜144と、光吸収領域1
42とからなる。ここで、光透過性膜144は光透過性
物質(例えば、Si3N4)からなり、光吸収領域142
は光吸収性物質(例えば、金(Au))からなり(また
は、光吸収性物質でコーティングされ)、これによっ
て、フォトマスク140は光透過領域と光吸収領域とに
分けられる。露光される前のフォトレジスト現像液に対
して非溶解性を有する。光ビームがフォトマスク140
へ照射される場合、フォトマスク140の光透過領域の
下部に設けられたフォトレジスト層130の部分132
は現像液で溶解され、フォトレジスト層130の両側の
残りの部分134はそのまま残ることになる。図2
(A)の中の矢印は、入射される光ビームの経路を指
す。
【0015】本発明の薄膜層パターニング方法におい
て、光ビームはフォトマスク140の上部から第1境界
面122へ垂直に入射するようになっている。しかし、
フォトマスク140の光吸収領域142のエッジにより
一部の光ビームが散乱される。この場合に、中間層16
0の屈折率が、第1境界面122ではフォトレジスト層
130の屈折率と、第2境界面124では薄膜層120
の屈折率と各々一致するため、フォトマスク140の光
透過領域の下部に設けられたフォトレジスト層130の
部分132を通過して、第1及び第2境界面122、1
24で反射され散乱される光ビ−ムの量は、従来技術に
比べて、非常に減らされることとなる。即ち、殆どの散
乱された光ビームは各境界面122、124で透過され
るのである。この散乱された光ビ−ムの一部は、薄膜層
120と基板110との間の境界で反射されたり透過さ
れたりする。透過された光ビームは基板110によって
吸収され、反射された光ビ−ムは薄膜層120によって
吸収されるため、フォトレジスト層130は境界面で反
射されたり透過されたりした光ビ−ムの影響を全く受け
ないこととなる。
【0016】次の過程において、フォトマスク140の
光透過領域の下部に設けられたフォトレジスト層130
の両側の部分132を適当な現像液(例えば、NaOH
またはKHO)を用いて除去することによって、フォト
レジスト層130の両側の残りの部分134は、中間層
160をパタ−ニングするマスクとして用いられること
になる。フォトレジスト層130の残りの部分134に
よりカバーされない中間層160の部分を、イオンミリ
ングやドライエッチングを用いて除去することによっ
て、パタ−ニングされた中間層を形成する。このパタ−
ニングされた中間層は、薄膜層120をパタ−ニングす
るためのマスクとして用いられる。その後、パタ−ニン
グされた中間層によりカバーされない薄膜層120の部
分は、ウェットエッチングやドライエッチングを用いて
除去される。
【0017】その後、図2(B)に示されているよう
に、適切な溶液を用いるかまたは機械的なポリシング処
理を行い、パタ−ニングされた中間層を除去することに
よって、パターニングされた薄膜層150が形成され
る。
【0018】また、従来の薄膜層パターニング方法と比
べて、本発明の薄膜層パタ−ニング方法は、薄膜層15
0のパタ−ニングに於ける分解能を向上させる。このよ
うな高い分解能は、グレーデッド型の屈折率を有する中
間層160を用いて、即ちフォトレジスト層130から
薄膜層120まで屈折率を徐々に小さくさせて、光吸収
領域142のエッジにより散乱された光ビ−ムの、フォ
トレジスト層130と中間層160との境界面、薄膜層
120と中間層160との境界面での反射を低減するこ
とによって得られる。
【0019】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本発明に記載した特許請求の範囲を逸
脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ることは
勿論である。
【0020】
【発明の効果】従って、本発明によれば、予め定められ
た形状に薄膜層をパターニングするための、より分解能
を向上させたた薄膜層パターニング方法を提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】A及びBからなり、従来の薄膜層パタ−ニング
方法を説明するための概略的な断面図で、Aはフォトマ
スクと半導体基板の配置を示し、Bはパタ−ニングされ
た薄膜層の断面図である。
【図2】A及びBからなり、本発明による薄膜層パター
ニング方法を説明するための概略的な断面図で、Aはフ
ォトマスクと半導体基板の配置を示し、Bはパタ−ニン
グされた薄膜層の断面図である。
【図3】プラズマSiO2の屈折率をN2OとSiH4と
の組成比の関数として示したグラフである。
【符号の説明】
10 半導体基板 12 基板 20 薄膜層 30 フォトレジスト層 40 フォトマスク 42 光吸収部 44 光透過性膜 50 パターニングされた薄膜層 100 半導体基板 110 基板 120 薄膜層 122 第1境界面 124 第2境界面 130 フォトレジスト層 140 フォトマスク 142 光吸収領域 144 光透過性膜 150 パタ−ニングされた薄膜層 160 中間層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体デバイスの製造に用いられ、薄
    膜層を予め定められた形状にパターニングする薄膜層パ
    ターニング方法であって、 平坦な上下面を有する基板を準備する第1過程と、 前記基板の前記上面に前記薄膜層を形成する第2過程
    と、 前記薄膜層の上部に中間層を形成する第3過程と、 前記中間層の上部にフォトレジスト層を形成する第4過
    程と、 前記フォトレジスト層を前記予め定められた形状にパタ
    ーニングする第5過程と、 前記フォトレジスト層を適切な現像液を用いて現像する
    第6過程と、 前記中間層及び前記薄膜層を前記予め定められた形状に
    エッチング処理する第7過程と、 前記薄膜層から前記エッチング処理された前記中間層を
    除去することによって、前記パターニングされた薄膜層
    を形成する第8過程とを含むことを特徴とする薄膜層パ
    ターニング方法。
  2. 【請求項2】 前記中間層が、N2Oとシラン(Si
    H4)との混合により形成されることを特徴とする請求
    項1に記載の薄膜層パターニング方法。
  3. 【請求項3】 前記中間層が、グレーデッド型の屈折
    率を有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜層パ
    ターニング方法。
  4. 【請求項4】 前記中間層の前記グレーデッド型の屈
    折率が、前記フォトレジスト層の屈折率から前記薄膜層
    の屈折率まで連続的に変化することを特徴とする請求項
    3に記載の薄膜層パターニング方法。
  5. 【請求項5】 前記グレーデッド型の屈折率が、前記
    中間層の形成の際、N20とシラン(SiH4)との組成
    比を変化させることによって得られることを特徴とする
    請求項4に記載の薄膜層パターニング方法。
JP7349864A 1995-06-30 1995-12-21 薄膜層パターニング方法 Pending JPH0917769A (ja)

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KR1019950018640A KR0174951B1 (ko) 1995-06-30 1995-06-30 미세 패턴 형성 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100383667C (zh) * 2002-02-08 2008-04-23 旺宏电子股份有限公司 半导体元件的图案转移的方法

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KR0174951B1 (ko) 1999-04-01
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