JP2000173979A - エッチングマスク及び微細パターンの形成方法 - Google Patents
エッチングマスク及び微細パターンの形成方法Info
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- JP2000173979A JP2000173979A JP10347056A JP34705698A JP2000173979A JP 2000173979 A JP2000173979 A JP 2000173979A JP 10347056 A JP10347056 A JP 10347056A JP 34705698 A JP34705698 A JP 34705698A JP 2000173979 A JP2000173979 A JP 2000173979A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現有設備の延命を図り、解像限界以下のパタ
ーン形成を可能にする。 【解決手段】 本発明のエッチングマスク６は、下地膜
１上に解像限界に相当する間隔を存して形成された第１
のシリコン酸化膜４と、この第１のシリコン酸化膜４の
側壁部に形成された第２のシリコン酸化膜５とから成
り、このエッチングマスク６を用いてパターニングする
ことで、解像限界以下のパターン１Ａを形成することを
特徴とする。
ーン形成を可能にする。 【解決手段】 本発明のエッチングマスク６は、下地膜
１上に解像限界に相当する間隔を存して形成された第１
のシリコン酸化膜４と、この第１のシリコン酸化膜４の
側壁部に形成された第２のシリコン酸化膜５とから成
り、このエッチングマスク６を用いてパターニングする
ことで、解像限界以下のパターン１Ａを形成することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスに
おける露光装置の解像限界以下のエッチングマスク及び
微細パターンの形成方法に関する。
おける露光装置の解像限界以下のエッチングマスク及び
微細パターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴なって、
製造プロセスに要求される配線や分離幅は、非常に微細
化されてきている。一般的に、微細パターンの形成は、
フォトリソグラフィ技術によりレジストパターンを形成
し、そのレジストパターンをマスクにして下地の各種薄
膜をエッチングする方法により行われている。
製造プロセスに要求される配線や分離幅は、非常に微細
化されてきている。一般的に、微細パターンの形成は、
フォトリソグラフィ技術によりレジストパターンを形成
し、そのレジストパターンをマスクにして下地の各種薄
膜をエッチングする方法により行われている。
【０００３】そのため、微細パターンの形成において
は、フォトリソグラフィ技術が非常に重要となる。フォ
トリソグラフィ技術は、レジスト塗布、マスク合わせ、
露光、現像で構成されており、微細化はステッパーの光
源種（ｇ線からｉ線、そしてエキシマへと変遷してい
る。）や照明方法、また高ＮＡ（数値開口数）化などで
対応している。
は、フォトリソグラフィ技術が非常に重要となる。フォ
トリソグラフィ技術は、レジスト塗布、マスク合わせ、
露光、現像で構成されており、微細化はステッパーの光
源種（ｇ線からｉ線、そしてエキシマへと変遷してい
る。）や照明方法、また高ＮＡ（数値開口数）化などで
対応している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源の
変更も、エキシマの製造、レジスト開発、設備の精度等
に左右されてきており、また設備も非常に高価なものと
なってきている。
変更も、エキシマの製造、レジスト開発、設備の精度等
に左右されてきており、また設備も非常に高価なものと
なってきている。
【０００５】従って、本発明では以上の点に鑑み、半導
体デバイスにおけるパターンの微細化に向けて、現有設
備の延命を図り、解像限界以下のパターン形成を行うこ
とができるエッチングマスク及び微細パターンの形成方
法を提供することを目的とする。
体デバイスにおけるパターンの微細化に向けて、現有設
備の延命を図り、解像限界以下のパターン形成を行うこ
とができるエッチングマスク及び微細パターンの形成方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のエッチ
ングマスク６は、下地膜１上に解像限界に相当する間隔
を存して形成された第１のシリコン酸化膜４と、この第
１のシリコン酸化膜４の側壁部に形成された第２のシリ
コン酸化膜５とから成り、そのエッチングマスク６を用
いた微細パターンの形成方法は、下地膜１上に解像限界
幅に相当する間隔を存してシリコン窒化膜２を形成した
後に、このシリコン窒化膜２を被覆するようにシリコン
酸化膜を形成し、これを異方性エッチングして前記シリ
コン窒化膜２の側壁部にのみ残膜させて第１のシリコン
酸化膜４を形成する。次に、前記シリコン窒化膜２をエ
ッチング除去した後に、前記第１のシリコン酸化膜４を
被覆するようにシリコン酸化膜を形成し、これを異方性
エッチングして前記第１のシリコン酸化膜４の側壁部に
のみ残膜させて第２のシリコン酸化膜５を形成すること
で、第１及び第２のシリコン酸化膜４，５から成るエッ
チングマスク６を形成することを特徴とする。
ングマスク６は、下地膜１上に解像限界に相当する間隔
を存して形成された第１のシリコン酸化膜４と、この第
１のシリコン酸化膜４の側壁部に形成された第２のシリ
コン酸化膜５とから成り、そのエッチングマスク６を用
いた微細パターンの形成方法は、下地膜１上に解像限界
幅に相当する間隔を存してシリコン窒化膜２を形成した
後に、このシリコン窒化膜２を被覆するようにシリコン
酸化膜を形成し、これを異方性エッチングして前記シリ
コン窒化膜２の側壁部にのみ残膜させて第１のシリコン
酸化膜４を形成する。次に、前記シリコン窒化膜２をエ
ッチング除去した後に、前記第１のシリコン酸化膜４を
被覆するようにシリコン酸化膜を形成し、これを異方性
エッチングして前記第１のシリコン酸化膜４の側壁部に
のみ残膜させて第２のシリコン酸化膜５を形成すること
で、第１及び第２のシリコン酸化膜４，５から成るエッ
チングマスク６を形成することを特徴とする。
【０００７】また、本発明のエッチングマスク１６は、
下地膜１１上に解像限界に相当する間隔を存して形成さ
れた第１のシリコン窒化膜１４と、この第１のシリコン
窒化膜１４の側壁部に形成された第２のシリコン窒化膜
１５とから成り、そのエッチングマスク１６を用いた微
細パターンの形成方法は、下地膜１１上に解像限界幅に
相当するある間隔を存してシリコン酸化膜１２を形成し
た後に、このシリコン酸化膜１２を被覆するようにシリ
コン窒化膜を形成し、これを異方性エッチングして前記
シリコン酸化膜１２の側壁部にのみ残膜させて第１のシ
リコン窒化膜１４を形成する。次に、前記シリコン酸化
膜１２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン
窒化膜１４を被覆するようにシリコン窒化膜を形成し、
これを異方性エッチングして前記第１のシリコン窒化膜
１４の側壁部にのみ残膜させて第２のシリコン窒化膜１
５を形成することで、第１及び第２のシリコン窒化膜１
４，１５から成るエッチングマスク１６を形成すること
を特徴とする。
下地膜１１上に解像限界に相当する間隔を存して形成さ
れた第１のシリコン窒化膜１４と、この第１のシリコン
窒化膜１４の側壁部に形成された第２のシリコン窒化膜
１５とから成り、そのエッチングマスク１６を用いた微
細パターンの形成方法は、下地膜１１上に解像限界幅に
相当するある間隔を存してシリコン酸化膜１２を形成し
た後に、このシリコン酸化膜１２を被覆するようにシリ
コン窒化膜を形成し、これを異方性エッチングして前記
シリコン酸化膜１２の側壁部にのみ残膜させて第１のシ
リコン窒化膜１４を形成する。次に、前記シリコン酸化
膜１２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン
窒化膜１４を被覆するようにシリコン窒化膜を形成し、
これを異方性エッチングして前記第１のシリコン窒化膜
１４の側壁部にのみ残膜させて第２のシリコン窒化膜１
５を形成することで、第１及び第２のシリコン窒化膜１
４，１５から成るエッチングマスク１６を形成すること
を特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエッチングマスク
及び微細パターンの形成方法に係る一実施形態について
図面を参照しながら説明する。
及び微細パターンの形成方法に係る一実施形態について
図面を参照しながら説明する。
【０００９】図１（ａ）において、１は不図示の半導体
基板上に形成された下地膜（例えば、ポリシリコン膜）
で、２Ａはこの下地膜１上に形成されたシリコン窒化膜
で、３はフォトレジスト膜で、このフォトレジスト膜３
の横幅サイズＸは、露光装置の解像限界に設定されてい
る。尚、本実施形態では、露光装置の解像限界が０．３
μｍであるとして、以下、説明を続ける。
基板上に形成された下地膜（例えば、ポリシリコン膜）
で、２Ａはこの下地膜１上に形成されたシリコン窒化膜
で、３はフォトレジスト膜で、このフォトレジスト膜３
の横幅サイズＸは、露光装置の解像限界に設定されてい
る。尚、本実施形態では、露光装置の解像限界が０．３
μｍであるとして、以下、説明を続ける。
【００１０】図１（ｂ）において、前記フォトレジスト
膜３をマスクにして前記シリコン窒化膜２Ａをパターニ
ングしておよそ１０００Å程度の膜厚のシリコン窒化膜
２を形成する。このとき、隣り合うシリコン窒化膜２の
間隔は、露光装置の解像限界に相当することになる。
膜３をマスクにして前記シリコン窒化膜２Ａをパターニ
ングしておよそ１０００Å程度の膜厚のシリコン窒化膜
２を形成する。このとき、隣り合うシリコン窒化膜２の
間隔は、露光装置の解像限界に相当することになる。
【００１１】図１（ｃ）において、前記フォトレジスト
膜３を除去した後に前記シリコン窒化膜２を被覆するよ
うに全面におよそ８００Å程度の膜厚のシリコン酸化膜
を形成し、このシリコン酸化膜を異方性エッチングする
ことで、前記シリコン窒化膜２の側壁部にのみ残膜させ
て第１のシリコン酸化膜４を形成する。このとき、前記
第１のシリコン酸化膜４の横幅サイズＹ１は、およそ
０．０５μｍ程度である（図２（ａ）参照）。そして、
この第１のシリコン酸化膜４は、後述する第２のシリコ
ン酸化膜５を形成する際の壁としての役割を果たすため
のものであり、横幅サイズＹ１は、下地膜より剥離しな
い範囲であれば、薄ければ薄いほど良い。
膜３を除去した後に前記シリコン窒化膜２を被覆するよ
うに全面におよそ８００Å程度の膜厚のシリコン酸化膜
を形成し、このシリコン酸化膜を異方性エッチングする
ことで、前記シリコン窒化膜２の側壁部にのみ残膜させ
て第１のシリコン酸化膜４を形成する。このとき、前記
第１のシリコン酸化膜４の横幅サイズＹ１は、およそ
０．０５μｍ程度である（図２（ａ）参照）。そして、
この第１のシリコン酸化膜４は、後述する第２のシリコ
ン酸化膜５を形成する際の壁としての役割を果たすため
のものであり、横幅サイズＹ１は、下地膜より剥離しな
い範囲であれば、薄ければ薄いほど良い。
【００１２】図２（ａ）において、前記シリコン窒化膜
２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン酸化
膜４を被覆するようにおよそ８００Å程度の膜厚のシリ
コン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜を異方性エッ
チングすることで、図２（ｂ）に示すように前記第１の
シリコン酸化膜４の側壁部にのみ残膜させて第２のシリ
コン酸化膜５を形成する。このとき、前記第２のシリコ
ン酸化膜５の横幅サイズＹ２は、およそ０．０５μｍ程
度である。これにより、前記第１及び第２のシリコン酸
化膜４，５から成る横幅サイズＹ３が、およそ０．１５
μｍ程度となるエッチングマスク６が形成される。
２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン酸化
膜４を被覆するようにおよそ８００Å程度の膜厚のシリ
コン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜を異方性エッ
チングすることで、図２（ｂ）に示すように前記第１の
シリコン酸化膜４の側壁部にのみ残膜させて第２のシリ
コン酸化膜５を形成する。このとき、前記第２のシリコ
ン酸化膜５の横幅サイズＹ２は、およそ０．０５μｍ程
度である。これにより、前記第１及び第２のシリコン酸
化膜４，５から成る横幅サイズＹ３が、およそ０．１５
μｍ程度となるエッチングマスク６が形成される。
【００１３】そして、このエッチングマスク６をマスク
にして前記下地膜１をパターニングすることで、図２
（ｃ）に示すようにパターン１Ａの横幅サイズは、前述
した露光装置の解像限界以下となる（この場合の露光装
置の解像限界が、０．３μｍであるとすれば、ほぼ半分
の０．１５μｍ程度まで設定できることになる。）。以
上、説明したように本発明を採用することで、現有設備
を使用しながら、更なる微細パターンを形成することが
できる。
にして前記下地膜１をパターニングすることで、図２
（ｃ）に示すようにパターン１Ａの横幅サイズは、前述
した露光装置の解像限界以下となる（この場合の露光装
置の解像限界が、０．３μｍであるとすれば、ほぼ半分
の０．１５μｍ程度まで設定できることになる。）。以
上、説明したように本発明を採用することで、現有設備
を使用しながら、更なる微細パターンを形成することが
できる。
【００１４】以下、本発明のエッチングマスク及び微細
パターンの形成方法に係る他の実施形態について図面を
参照しながら説明する。
パターンの形成方法に係る他の実施形態について図面を
参照しながら説明する。
【００１５】図３（ａ）において、不図示の半導体基板
上に形成された下地膜（例えば、ポリシリコン膜）１１
上にシリコン酸化膜１２Ａが形成され、このシリコン酸
化膜１２Ａ上にフォトレジスト膜１３が形成されてい
る。尚、このフォトレジスト膜１３の横幅サイズＸは、
露光装置の解像限界に設定されている。
上に形成された下地膜（例えば、ポリシリコン膜）１１
上にシリコン酸化膜１２Ａが形成され、このシリコン酸
化膜１２Ａ上にフォトレジスト膜１３が形成されてい
る。尚、このフォトレジスト膜１３の横幅サイズＸは、
露光装置の解像限界に設定されている。
【００１６】図３（ｂ）において、前記フォトレジスト
膜１３をマスクにして前記シリコン酸化膜１２Ａをパタ
ーニングしておよそ１０００Å程度の膜厚のシリコン酸
化膜１２を形成する。このとき、隣り合うシリコン酸化
膜１２の間隔は、露光装置の解像限界に相当することに
なる。尚、本実施形態では、露光装置の解像限界が０．
３μｍであるとして、以下、説明を続ける。
膜１３をマスクにして前記シリコン酸化膜１２Ａをパタ
ーニングしておよそ１０００Å程度の膜厚のシリコン酸
化膜１２を形成する。このとき、隣り合うシリコン酸化
膜１２の間隔は、露光装置の解像限界に相当することに
なる。尚、本実施形態では、露光装置の解像限界が０．
３μｍであるとして、以下、説明を続ける。
【００１７】図３（ｃ）において、前記フォトレジスト
膜１３を除去した後に前記シリコン酸化膜１２を被覆す
るように全面におよそ５００Å程度の膜厚のシリコン窒
化膜を形成し、このシリコン窒化膜を異方性エッチング
することで、前記シリコン酸化膜１２の側壁部にのみ残
膜させて第１のシリコン窒化膜１４を形成する。このと
き、前記第１のシリコン窒化膜１４の横幅サイズＹ１１
は、およそ０．０５μｍ程度である。そして、この第１
のシリコン窒化膜１４は、後述する第２のシリコン窒化
膜１５を形成する際の壁としての役割を果たすためのも
のであり、横幅サイズＹ１１は、下地膜より剥離しない
範囲であれば、薄ければ薄いほど良く、シリコン窒化膜
はシリコン酸化膜に比してステップカバレッジ性が良好
であるため、より薄く形成できるため、より高精度なエ
ッチングマスクが形成できる。
膜１３を除去した後に前記シリコン酸化膜１２を被覆す
るように全面におよそ５００Å程度の膜厚のシリコン窒
化膜を形成し、このシリコン窒化膜を異方性エッチング
することで、前記シリコン酸化膜１２の側壁部にのみ残
膜させて第１のシリコン窒化膜１４を形成する。このと
き、前記第１のシリコン窒化膜１４の横幅サイズＹ１１
は、およそ０．０５μｍ程度である。そして、この第１
のシリコン窒化膜１４は、後述する第２のシリコン窒化
膜１５を形成する際の壁としての役割を果たすためのも
のであり、横幅サイズＹ１１は、下地膜より剥離しない
範囲であれば、薄ければ薄いほど良く、シリコン窒化膜
はシリコン酸化膜に比してステップカバレッジ性が良好
であるため、より薄く形成できるため、より高精度なエ
ッチングマスクが形成できる。
【００１８】図４（ａ）において、前記シリコン酸化膜
１２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン窒
化膜１４を被覆するようにおよそ５００Å程度の膜厚の
シリコン窒化膜を形成し、このシリコン窒化膜を異方性
エッチングすることで、図４（ｂ）に示すように前記第
１のシリコン窒化膜１４の側壁部にのみ残膜させて第２
のシリコン窒化膜１５を形成する。このとき、前記第２
のシリコン窒化膜１５の横幅サイズＹ１２は、およそ
０．０５μｍ程度である。これにより、前記第１及び第
２のシリコン窒化膜１４，１５から成る横幅サイズＹ１
３が、およそ０．１５μｍ程度となるエッチングマスク
１６が形成される。
１２をエッチング除去した後に、前記第１のシリコン窒
化膜１４を被覆するようにおよそ５００Å程度の膜厚の
シリコン窒化膜を形成し、このシリコン窒化膜を異方性
エッチングすることで、図４（ｂ）に示すように前記第
１のシリコン窒化膜１４の側壁部にのみ残膜させて第２
のシリコン窒化膜１５を形成する。このとき、前記第２
のシリコン窒化膜１５の横幅サイズＹ１２は、およそ
０．０５μｍ程度である。これにより、前記第１及び第
２のシリコン窒化膜１４，１５から成る横幅サイズＹ１
３が、およそ０．１５μｍ程度となるエッチングマスク
１６が形成される。
【００１９】そして、このエッチングマスク１６をマス
クにして前記下地膜１２をパターニングすることで、図
４（ｃ）に示すようにパターン１１Ａの横幅サイズは、
前述した露光装置の解像限界以下となる（この場合の露
光装置の解像限界が、０．３μｍであるとすれば、ほぼ
半分の０．１５μｍ程度まで設定できることにな
る。）。
クにして前記下地膜１２をパターニングすることで、図
４（ｃ）に示すようにパターン１１Ａの横幅サイズは、
前述した露光装置の解像限界以下となる（この場合の露
光装置の解像限界が、０．３μｍであるとすれば、ほぼ
半分の０．１５μｍ程度まで設定できることにな
る。）。
【００２０】この場合にも、一実施形態と同様に、現有
設備を使用しながら、更なる微細パターンを形成するこ
とができる。しかも、シリコン窒化膜は、シリコン酸化
膜に比してステップカバレッジ性が良い材質であるた
め、第１及び第２のシリコン窒化膜１４，１５を重ね合
せてなるエッチングマスク１６は、第１及び第２のシリ
コン酸化膜４，５を重ね合せてなるエッチングマスク６
に比してより高精度が期待できる。
設備を使用しながら、更なる微細パターンを形成するこ
とができる。しかも、シリコン窒化膜は、シリコン酸化
膜に比してステップカバレッジ性が良い材質であるた
め、第１及び第２のシリコン窒化膜１４，１５を重ね合
せてなるエッチングマスク１６は、第１及び第２のシリ
コン酸化膜４，５を重ね合せてなるエッチングマスク６
に比してより高精度が期待できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、現有設備を使用しなが
ら、露光装置の解像限界以下の微細パターンの形成が可
能になる。
ら、露光装置の解像限界以下の微細パターンの形成が可
能になる。
【００２２】また、エッチングマスクの材質として、シ
リコン酸化膜に比してステップカバレッジ性の良好なシ
リコン窒化膜を採用することで、より高精度なエッチン
グマスクが提供できる。
リコン酸化膜に比してステップカバレッジ性の良好なシ
リコン窒化膜を採用することで、より高精度なエッチン
グマスクが提供できる。
【図１】本発明の一実施形態のエッチングマスク及び微
細パターンの形成方法を示す断面図である。
細パターンの形成方法を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のエッチングマスク及び微
細パターンの形成方法を示す断面図である。
細パターンの形成方法を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態のエッチングマスク及び
微細パターンの形成方法を示す断面図である。
微細パターンの形成方法を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態のエッチングマスク及び
微細パターンの形成方法を示す断面図である。
微細パターンの形成方法を示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 下地膜上にある間隔を存して形成された
第１のシリコン酸化膜と、 前記第１のシリコン酸化膜の側壁部に形成された第２の
シリコン酸化膜とから成ることを特徴とするエッチング
マスク。 - 【請求項２】 下地膜上にある間隔を存して形成された
第１のシリコン窒化膜と、 前記第１のシリコン窒化膜の側壁部に形成された第２の
シリコン窒化膜とから成ることを特徴とするエッチング
マスク。 - 【請求項３】 前記下地膜上に形成される第１のシリコ
ン酸化膜あるいは第１のシリコン窒化膜の間隔は、露光
装置の解像限界に相当することを特徴とする請求項１あ
るいは請求項２に記載のエッチングマスク。 - 【請求項４】 下地膜上にある間隔を存してシリコン窒
化膜を形成する工程と、 前記シリコン窒化膜を被覆するようにシリコン酸化膜を
形成した後にこのシリコン酸化膜を異方性エッチングし
て前記シリコン窒化膜の側壁部にのみ残膜させて第１の
シリコン酸化膜を形成する工程と、 前記シリコン窒化膜をエッチング除去した後に前記第１
のシリコン酸化膜を被覆するようにシリコン酸化膜を形
成し、このシリコン酸化膜を異方性エッチングして前記
第１のシリコン酸化膜の側壁部にのみ残膜させて第２の
シリコン酸化膜を形成することで第１及び第２のシリコ
ン酸化膜から成るエッチングマスクを形成する工程とを
有することを特徴とする微細パターンの形成方法。 - 【請求項５】 下地膜上にある間隔を存してシリコン酸
化膜を形成する工程と、 前記シリコン酸化膜を被覆するようにシリコン窒化膜を
形成した後にこのシリコン窒化膜を異方性エッチングし
て前記シリコン酸化膜の側壁部にのみ残膜させて第１の
シリコン窒化膜を形成する工程と、 前記シリコン酸化膜をエッチング除去した後に前記第１
のシリコン窒化膜を被覆するようにシリコン窒化膜を形
成し、このシリコン窒化膜を異方性エッチングして前記
第１のシリコン窒化膜の側壁部にのみ残膜させて第２の
シリコン窒化膜を形成することで第１及び第２のシリコ
ン窒化膜から成るエッチングマスクを形成する工程とを
有することを特徴とする微細パターンの形成方法。 - 【請求項６】 前記下地膜上に形成される第１のシリコ
ン酸化膜あるいは第１のシリコン窒化膜の間隔は、露光
装置の解像限界に相当することを特徴とする請求項４あ
るいは請求項５に記載の微細パターンの形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP10347056A JP2000173979A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | エッチングマスク及び微細パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10347056A JP2000173979A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | エッチングマスク及び微細パターンの形成方法 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10347056A Pending JP2000173979A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | エッチングマスク及び微細パターンの形成方法 |
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| JP (1) | JP2000173979A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-12-07 JP JP10347056A patent/JP2000173979A/ja active Pending
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