JP2010050384A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板1上に第1のレジストパターン3を形成する工程と、第1のレジストパターン3の開口部を充填すると共に第1のレジストパターン3を被覆し、上面が平坦面4aとされた充填層4を形成する工程と、充填層4の平坦面4a上に第2のレジストパターン5を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【選択図】図4
Description
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本実施の形態では、例えば、シリコン基板に密集したコンタクトホールを形成する際に、本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。
図1に示すように、コンタクトホールを形成するためのマスク10は、被加工基板である半導体基板1に密集した複数のコンタクトホールを形成するために半導体基板1上に積層されている。そして、マスク10には、コンタクトホールパターンとなる複数の開口部が形成されており、この開口部から露出する半導体基板1をエッチングするように構成されている。具体的には、マスク10は、半導体基板1上にコンタクトホールパターンがパターニングされた有機系下層膜2と、この有機系下層膜2上に設けられた第1のレジストパターン3と、有機系下層膜2上に一の方向に延在されたスペースパターン4B及び一の方向と直交する方向に延在されたレプリカパターン4Aとが格子状に形成された充填層4とが積層されて形成されている。
有機系下層膜2の膜厚は、半導体基板1をエッチングする際に十分なエッチング耐性が得られる最小の膜厚に設定することが望ましい。膜厚が薄すぎてエッチング耐性が不十分である場合、加工形状が劣化するため好ましくない。また必要以上に膜厚を厚くすると、有機系下層膜2をエッチング加工する際に、加工形状が劣化するため好ましくない。例えば、半導体基板1で加工する膜が酸化膜500nmである場合、200nm〜400nmの範囲であることが好ましい。
ここで、充填層4は、シリコンを含有するSOG膜から構成されており、第2のレジストパターン5とエッチング選択比を有している。これにより、充填層4のエッチング条件では第2のレジストパターン5のエッチング速度が非常に遅くなるため、第2のレジストパターン5をマスクとして用いることができる。
次に、本発明を適用した第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、シリコン基板に密集したドットパターン(アイランドパターンともいう)を形成する場合に本発明を適用するものである。したがって、ドットパターンを形成するという点で、第1実施形態のコンタクトホールを形成する方法とは異なる構成となっている。このため、図6〜図9を用いて本実施形態のドットパターンの形成方法について説明する。したがって、本実施形態の半導体装置の製造方法については、第1の実施形態と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
ここで、本実施形態では、充填層24の平坦面24a上に第2のレジストが形成されるため、第1の実施形態と同様に露光装置の解像度限界の微細な第2のレジストパターン5を形成することができる。
また、第1のレジストパターン3の上面が露出するまでSOG膜をエッチバックしているため、第2のレジストパターン5の開口部からは、交互に配列した第1のレジストパターン3と充填層24とが露出する。
また、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、上面が第1のレジストパターン3の上面の高さで平坦面24aとなるように充填層24を形成することにより、第2のレジストパターン5の形成後のドライエッチング処理を省略することができる。
Claims (12)
- 半導体基板上に第1のレジスト層を形成し、当該第1のレジスト層をパターニングして第1のレジストパターンを形成する工程と、
前記第1のレジストパターンの開口部を充填すると共に当該第1のレジストパターンを被覆し、上面が平坦面とされた充填層を形成する工程と、
前記充填層の前記平坦面上に第2のレジスト層を形成し、当該第2のレジスト層をパターニングして第2のレジストパターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1及び第2のレジストパターンがラインアンドスペースパターンであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1のレジストパターンのラインアンドスペースパターンが延在する方向と前記第2のレジストパターンのラインアンドスペースパターンが延在する方向とが異なることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2のレジストパターンの開口部から露出する前記充填層を当該第2のレジストパターンをマスクとして前記第1のレジストパターンの上面までエッチングする工程を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記充填層を形成する工程において、当該充填層の上面が前記第1のレジストパターンの上面の高さで平坦面とされることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2のレジストパターンの開口部から露出する前記第1のレジストパターンを、前記充填層をマスクとしてエッチングする工程と、
前記充填層の開口部から露出する前記半導体基板を前記第1及び第2のレジストパターン又はパターニングされた充填層をマスクとしてエッチングする工程と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のレジストパターンの開口部から露出する前記充填層を、前記第1のレジストパターンをマスクとしてエッチングする工程と、
前記第1のレジストパターンの開口部から露出する前記半導体基板を前記第1及び第2のレジストパターンをマスクとしてエッチングする工程と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1及び第2のレジストパターンを除去した後に露出する前記充填層をマスクとして、前記半導体基板をエッチングすることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記充填層が前記第1及び第2のレジストパターンとエッチング選択比を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記充填層がシリコンを含む層であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコンを含む層がSOG膜からなることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板と前記第1のレジスト層との間に有機系下層膜を形成することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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