半導体パターン形成方法
【課題】 半導体パターン形成方法を提供する。
【解決手段】 この方法は無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜及びシリコン含有フォトレジスト膜が積層された多層のマスク層を形成し、Ｏ２プラズマで前記反射防止膜及び有機マスク膜を乾式エッチングしてパターンを形成することによって無機ハードマスク膜の損傷を防止することができる。
【解決手段】 この方法は無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜及びシリコン含有フォトレジスト膜が積層された多層のマスク層を形成し、Ｏ２プラズマで前記反射防止膜及び有機マスク膜を乾式エッチングしてパターンを形成することによって無機ハードマスク膜の損傷を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子の製造方法に係り、さらに具体的には半導体素子のパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子のパターン形成方法は下部膜上にフォトレジスト膜を形成し、露光及びエッチング工程を適用してフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して前記下部膜をパターニングすることを含む。
【０００３】
通常、露光光の反射を防止するためにフォトレジスト膜を形成する前に反射防止膜を形成することが一般的である。前記反射防止膜は感光性を有しないが、フォトレジスト膜のような有機膜で形成する。素子の高集積化に従って露光光の波長が短くなることによって、フォトレジスト膜の厚さを薄く形成することが要求される。この際、下部膜のエッチング時、十分なエッチング耐性を提供するために下部膜上にハードマスク膜を形成し、前記ハードマスク膜をパターニングしてハードマスクパターンを形成した後、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする。
【０００４】
一方、最近は素子の高集積化のためにトランジスタの大きさを縮小する趨勢であり、このような趨勢に従ってトランジスタの電流量を確保するために３次元構造のトランジスタまたはマルチチャンネル構造のトランジスタが紹介されている。
【０００５】
図１Ａ乃至図１Ｅは従来のパターン形成方法を適用したマルチチャンネル構造のトランジスタ製造方法を説明するための図である。
【０００６】
図１Ａを参照すれば、半導体基板１０をパターニングして垂直に伸ばした活性領域１０ａを形成する。前記活性領域１０ａが形成された結果物上にゲート絶縁膜１１、ゲート導電膜１２、ハードマスク膜１４及び反射防止膜１８を順次形成し、前記反射防止膜１８上にフォトレジストパターン２０ｐを形成する。図示したように、前記ゲート導電膜１２及び前記ハードマスク膜１４まで形成された非平坦面上に前記反射防止膜１８が形成されて平坦化される。一般的に、前記ハードマスク膜１４でシリコンオキシナイトライド(silicon oxynitride)が使用され、前記反射防止膜１８では感光性を有しない有機膜が使用される。
【０００７】
図１Ｂを参照すれば、前記フォトレジストパターン２０ｐをエッチングマスクとして使用して前記反射防止膜１８をエッチングして反射防止膜パターン１８ｐを形成する。この際、前記活性領域１０ａの間には厚い反射防止膜１８が形成されており、前記活性領域１０ａの上部には相対的に薄い反射防止膜が形成されている。したがって、前記活性領域１０ａの間の反射防止膜を完全に除去するために過度なエッチングが行われて、図示したようにフォトレジストパターン２０ｐが損傷を受けてその厚さ及び幅が減少するなどのパターン不良が発生する。また、前記活性領域１０ａの上部のハードマスク膜１４もエッチング損傷を受けるようになる。
【０００８】
図１Ｃを参照すれば、続いて、前記ハードマスク膜１４をエッチングしてハードマスクパターン１４ｐを形成する。この際、前記フォトレジストパターン２０ｐの損傷が深刻化して前記ハードマスクパターン１４ｐの形態も変形させられる。特に、前記活性領域１０ａの上部でハードマスクパターン１４ｐの変形がさらにひどくなる。また、前記反射防止膜１８をエッチングする段階から持続した過渡エッチングによって前記活性領域１０ａの上部のゲート導電膜１２も損傷を受けるようになる。このような問題はゲート線幅を減らすトリム工程(trim process)が適用される時、前記活性領域１０ａ上のゲート線幅が過度に減ってゲートパターンの断線を誘発する可能性がある。
【０００９】
図１Ｄを参照すれば、前記フォトレジストパターン２０ｐ及び前記反射防止膜パターン１８ｐを除去して前記ハードマスクパターン１４ｐを露出させる。図示したように、前記活性領域１０ａの上部のハードマスクパターン１４ｐは過度なエッチングによってその線幅が縮まり、表面状態(profile)も非常に不良に形成される。前記ハードマスクパターン１４ｐをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜１２をエッチングしてゲートパターン１２ｐを形成する。この際、前記反射防止膜パターン１８ｐをエッチングする段階から伝写されたエッチング損傷によってゲート絶縁膜１１が過エッチングされ、垂直に伸ばした活性領域１０ａの上部面もエッチング損傷を受けるようになり、さらにひどい場合、前記ゲートパターン１２ｐのエッジに沿って前記活性領域が過度にエッチングされてデントが発生する可能性もある。
【００１０】
図１Ｅを参照すれば、前記ハードマスクパターン１４ｐを除去して前記ゲートパターン１２ｐを露出させる。図示したように従来技術によれば、活性領域の段差によって下部膜の厚さが変わるので、厚い下部膜をエッチングする間、薄い下部膜が過エッチングされてゲートパターンのプロファイルが非常に不良に形成される。ゲート線幅が小さい場合にはゲートラインが切れるか、部分的に細く形成されて抵抗が増加するなどの問題を引き起こす。
【特許文献１】U.S No.2003-0104704号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、パターンの不良を誘発せず、微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を達成するために本発明は無機膜及び有機膜が積層された多層マスクを利用したパターン形成方法を提供する。この方法は下部膜が形成された基板上に無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜を順次積層し、前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成することを含む。Ｏ２プラズマアッシングを適用して前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする。この際、前記フォトレジストパターンのシリコンとＯ２プラズマが結合されて前記フォトレジストパターンに酸化膜グラス(oxide glass)が形成される。前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記ハードマスク膜をエッチングする。前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する。前記ハードマスク膜をエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする。
【００１３】
前記反射防止膜は仮橋結合(crosslink)が強いので、シリコン含有フォトレジストからシリコン原子の拡散が強くはないが、前記反射防止膜をエスィングする段階の以前にＣＨＦ系列のエッチングガスを使用して前記反射防止膜の表面のシリコン化合物を除去することが望ましい。
【００１４】
また、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエスィングする段階で、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませて、前記ハードマスクパターンより線幅が狭い反射防止膜パターン及び有機マスク膜パターンを形成するトリム工程(trim process)を実施することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリコン含有フォトレジストをエッチングマスクとして使用して平坦化された有機マスク膜をエッチングすることによって、有機マスク膜をエッチングする間、下部の無機ハードマスク膜が損傷を受けない。したがって、ハードマスクパターンのプロファイルが不良にならず、ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用してパターニングされるゲートパターンのパターン不良を起こさない。また、シリコン含有フォトレジストと有機マスク膜との間に高い仮橋結合を有する反射防止膜を形成することによってフォトレジストパターン形成後シリコン化合物が残存することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図を参照して詳細に説明する。本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底した完全なものになれるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。図において、層及び領域の厚さは明確性のために誇張されたものである。層が他の層または基板“上”にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されることができ、またはそられの間に第３の層を介在させることができる。構造物が他の構造物、または基板に“隣接して”いると言及される場合に、それを他の構造物または基板に直接接して形成されることができ、またはそれらの間に第３の構造物を介在させることができる。また、段階が異なる段階“以前”または“以後”に実施されると言及される場合に、それは他の段階と直接連結されて実施されるか、それらの間に第３の段階を追加することもできる。
【００１７】
図２は本発明の望ましい実施形態による半導体パターン形成方法を説明するためのフローチャートである。
【００１８】
図３Ａ乃至図３Ｆは本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【００１９】
図２のＳ１段階及び図３Ａを参照すれば、下部膜５２が形成された基板５０上に無機ハードマスク膜５４、有機マスク膜５６、反射防止膜５８及びシリコン含有フォトレジスト膜６０を順次に積層する。前記ハードマスク膜５４はシリコンオキシナイトライドまたはシリコン窒化膜でありうる。前記有機マスク膜５６は前記ハードマスク膜５４を除去するプラズマに対する耐性が強い物質として、例えばシリコンが除去されたSiLK、Novolak、Spin on Carbon、ナフタリン系有機物(naphthalene based organic material)などで形成することができる。前記反射防止膜５８は反射度(reflectivity)が低い通常の有機ＡＲＣ(organic antireflection coating)で形成することができる。反射防止膜は高い仮橋結合を有する物質であるので、一般的な有機膜またはフォトレジスト膜に比べてフォトレジストに含有されたシリコンの拡散を最小化することができる。前記シリコン含有フォトレジスト膜６０はＡrＦ、ＫｒＦまたはＦ２用のフォトレジストでありうる。前記有機マスク膜５６は基板の段差を平坦化するように１０００Å乃至３０００Å程度の厚さで形成し、前記反射防止膜５８は相対的に薄い２５０Å乃至４５０Åの厚さで形成することができる。また、前記フォトレジスト膜６０は１０００Å乃至２０００Åの厚さで形成することができる。しかし、必要ならば前記物質の厚さは適切に調節することができる。
【００２０】
図２のＳ２及び図３Ｂを参照すれば、前記シリコン含有フォトレジスト膜６０をパターニングしてフォトレジストパターン６０ｐを形成する。前記反射防止膜５８が高い仮橋結合を有しても前記シリコン含有フォトレジスト膜６０に含有されたシリコンが前記反射防止膜５８の表面に拡散することもできる。したがって、ＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜５８の表面に形成されたシリコン化合物５８ｓを除去することが望ましい（図２のＳ３）。ＣＨＦ系列のガスではＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ及びＣＨ２Ｆ２を例としてあげることができる。この際、ＣＦ４、Ａr及びＯを添加することもできる。前記シリコン化合物５８ｓの除去は５秒乃至３０秒程度で実施してシリコンが含有されたフォトレジスト膜の損傷を最小化することが望ましい。
【００２１】
図２のＳ４及び図３Ｃを参照すれば、Ｏ２プラズマアッシングを利用して前記反射防止膜５８及び前記有機マスク膜５６を乾式エッチングする。この際、前記ＣＨＦ系列のガスを利用したシリコン化合物の除去とＯ２プラズマアッシングはインシチュー(in-situ)で実施することもできる。前記Ｏ２プラズマアッシングを実施する間、前記シリコン含有フォトレジスト膜のシリコンと酸素が反応して酸化膜グラス(oxide glass;６０ｓ）が前記シリコン含有フォトレジストパターン６０ｐに形成される。したがって、前記反射防止膜５８及び前記有機マスク膜５６がアッシングされる間、前記シリコン含有フォトレジストパターン６０ｐは十分なエッチング耐性を有するエッチングマスクを提供することができる。前記Ｏ２プラズマアッシングによって前記ハードマスク膜５４が露出された開口部６２を有する有機マスク膜５６及び反射防止膜パターン５８ｐが形成される。
【００２２】
微細パターンを形成するためにトリム工程を実施することができる。図３Ｄに示したように、前記有機マスク膜５６及び前記反射防止膜５８を乾式エッチングする間、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませ、前記有機マスクパターン５６ｐ'及び前記反射防止膜パターン５８ｐ'の線幅が前記フォトレジストパターン６０ｐより小さいアンダーカット６４を形成することもできる。
【００２３】
図２のＳ５及び図３Ｅを参照すれば、前記フォトレジストパターン６０ｐ、前記反射防止膜パターン５８ｐ及び前記有機マスクパターン５６ｐをエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜５４を乾式エッチングする。その結果、前記下部膜５２が露出されたオープニング６２'を有するハードマスクパターン５４ｐが形成される。前記ハードマスク膜５４を乾式エッチングする間、前記フォトレジストパターン６０ｐのシリコン化合物５８ｓをともに除去することができる。
【００２４】
図２のＳ６、Ｓ７及び図３Ｆを参照すれば、残留された前記フォトレジストパターン６０ｐ、前記反射防止膜パターン５８ｐ、前記有機マスクパターン５６ｐを除去する。続いて、前記ハードマスクパターン５４ｐをエッチングマスクとして使用して前記下部膜５２をエッチングして下部膜パターン５２ｐを形成する。
【００２５】
本発明によれば、前記反射防止膜パターン５８ｐ及び前記有機マスクパターン５６ｐはＯ２プラズマアッシングによって乾式エッチングされる。したがって、前記有機マスクパターン５６ｐをエッチングする間、無機ハードマスク膜はエッチング損傷を受けない。したがって、パターン不良が発生しないハードマスクパターン５２ｐをエッチングマスクとして使用して下部膜をパターニングすることによって下部膜パターンのパターン不良を起こすことなく、過エッチングによる活性領域の損傷を防止することができる。
【００２６】
図４Ａ乃至図４Ｆは３次元トランジスタ製造工程に適用された本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するための図である。
【００２７】
図４Ａを参照すれば、基板１００上に複数個の垂直に伸ばした活性領域１００ａを形成する。図示したようにＳＯＩ基板を利用して前記活性領域１００ａを形成することができる。すなわち、支持基板１００、埋没絶縁層２００及び半導体層からなるＳＯＩ基板の前記半導体層をパターニングして前記活性領域１００ａを形成することができる。または、基板をエッチングして突き出された活性領域及びトレンチを形成した後、前記活性領域の間に素子分離膜を形成することによって垂直に伸ばした活性領域を形成することもできる。
【００２８】
続いて、図４Ａを参照すれば、前記活性領域１００ａが形成された結果物の全面にゲート絶縁膜１０１、ゲート導電膜１０２及び無機ハードマスク膜１０４を順次コンフォマルに形成する。前記ゲート導電膜１０２は金属または半導体膜で形成することができる。例えば、前記ゲート導電膜１０２はタングステン、タングステンシリサイド、チタン、チタン窒化膜、タンタル窒化膜、白金、シリコン膜またはシリコンゲルマニュム膜などの導電膜で形成することができる。前記無機ハードマスク膜１０４上に前記活性領域１００ａの間のギャップ領域を満たす平坦化された有機マスク膜１０６を形成し、前記有機マスク膜１０６上に反射防止膜１０８を形成する。前記有機マスク膜１０６は前記ハードマスク膜１０４を除去するプラズマに対する耐性が強い物質として、例えばシリコンが除去されたSiLK、Novolak、Spin on Carbon、ナフタリン系有機物(naphthalene based organic material)などで形成することができる。前記反射防止膜１０８は反射度(reflectivity)が低い通常の有機ＡＲＣ(organic antireflection coating)で形成することができる。反射防止膜は高い仮橋結合を有する物質であるので、一般的な有機膜またはフォトレジスト膜に比べてフォトレジストに含有されたシリコンの拡散が最小化されることができる。前記反射防止膜１０８上に前記活性領域１００ａの上部を横切るフォトレジストパターン１１０ｐを形成する。前記フォトレジストパターンはＡｒＦ、ＫｒＦまたはＦ２用のシリコンが含有されたフォトレジストで形成することができる。前記有機マスク膜１０６は基板の段差を平坦化するように１０００Å乃至３０００Å程度の厚さで形成し、前記反射防止膜１０８は相対的に薄い２５０Å乃至４５０Åの厚さで形成することができる。また、前記フォトレジストパターン１１０ｐは１０００Å乃至２０００Åの厚さで形成することができる。しかし、必要ならば前記物質の厚さは適切に調節することができる。
【００２９】
図４Ｂを参照すれば、Ｏ２プラズマアッシングを利用して前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６を乾式エッチングする。前記反射防止膜１０８が高い仮橋結合を有しても前記シリコン含有フォトレジスト膜に含有されたシリコンが前記反射防止膜１０８の表面に拡散することもできる。したがって、前記反射防止膜１０８をエッチングする前にＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜１０８の表面に形成されたシリコン化合物を除去することが望ましい。ＣＨＦ系列のガスでは、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ及び ＣＨ２Ｆ２を例としてあげることができる。この際、ＣＦ４、Ａr及びＯを添加することもできる。前記シリコン化合物の除去は５秒乃至３０秒程度で実施してシリコンが含有されたフォトレジスト膜の損傷を最小化することが望ましい。この際、前記ＣＨＦ系列のガスを利用したシリコン化合物の除去とＯ２プラズマアッシングはインシチュー(in-situ)で実施することもできる。前記Ｏ２プラズマアッシングを実施する間、前記シリコン含有フォトレジスト膜のシリコンと酸素が反応して酸化膜グラス１１０ｓが前記シリコン含有フォトレジストパターン１１０ｐに形成される。したがって、前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６がアッシングされる間、前記シリコン含有フォトレジストパターン１１０ｐは十分なエッチング耐性を有するエッチングマスクを提供することができる。前記Ｏ２プラズマアッシングによって有機マスクパターン１０６ｐ及び反射防止膜パターン１０８ｐが形成される。
【００３０】
本発明は前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６を乾式エッチングするのにＯ２プラズマアッシングを利用する。したがって、無機物である前記ハードマスク膜１０４は前記Ｏ２プラズマアッシングによってエッチングされない。すなわち、前記活性領域１００ａの間のギャップ領域に形成された厚い前記有機マスク膜１０６をエッチングする間、前記活性領域１００ａの上部の前記ハードマスク膜１０４はほとんどエッチング損傷を受けない。
【００３１】
図４Ｃに示したように、微細パターンを形成するためにトリム工程を実施することができる。前記有機マスク膜１０６及び前記反射防止膜１０８を乾式エッチングする間、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませ、前記有機マスクパターン１０６ｐ及び前記反射防止膜パターン１０８ｐの線幅が前記フォトレジストパターン１１０ｐより小さいアンダーカットを形成することもできる。
【００３２】
図４Ｄを参照すれば、前記フォトレジストパターン１１０ｐ、前記反射防止膜パターン１０８ｐ及び前記有機マスクパターン１０６ｐをエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜１０４を乾式エッチングする。その結果、前記ゲート導電膜１０２を露出させるハードマスクパターン１０４ｐが形成される。前記ハードマスク膜１０４を乾式エッチングする間、前記フォトレジストパターン１１０ｐのシリコン化合物を共に除去することができる。本発明はＯ２プラズマアッシングによって形成されたマスクパターンを利用して前記ハードマスクパターン１０４ｐを形成するので、前記ハードマスクパターン１０４ｐは優れたプロファイルを有することができる。
【００３３】
図４Ｅを参照すれば、残留した前記フォトレジストパターン１１０ｐ、前記反射防止膜パターン１０８ｐ、前記有機マスクパターン１０６ｐを除去する。続いて、前記ハードマスクパターン１０４ｐをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜１０２をエッチングしてゲートパターン１０２ｐを形成する。前記ゲート絶縁膜１０１もパターニングされてゲート絶縁膜パターン１０１ｐを形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｂ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｃ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｄ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｅ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による半導体パターン形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｅ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｆ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
５０ 基板
５２ 下部膜
５２ｐ 下部膜パターン
５４ 無機ハードマスク膜
５４ｐ ハードマスクパターン
５６ 有機マスク膜
５６ｐ 有機マスクパターン
５６ｐ' 有機マスクパターン
５８ 反射防止膜
５８ｐ 反射防止膜パターン
５８ｐ' 反射防止膜パターン
５８ｓ シリコン化合物
６０ シリコン含有フォトレジスト膜
６０ｐ フォトレジストパターン
６２ 開口部
６２' オープニング
６４ アンダーカット
１００ 基板
１００ａ 活性領域
１０１ ゲート絶縁膜
１０１ｐ ゲート絶縁膜パターン
１０２ ゲート導電膜
１０２ｐ ゲートパターン
１０４ 無機ハードマスク膜
１０４ｐ ハードマスクパターン
１０６ 有機マスク膜
１０６ｐ 有機マスクパターン
１０８ 反射防止膜
１０８ｐ 反射防止膜パターン
１１０ｐ フォトレジストパターン
１１０ｓ 酸化膜グラス
２００ 埋没絶縁層
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子の製造方法に係り、さらに具体的には半導体素子のパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子のパターン形成方法は下部膜上にフォトレジスト膜を形成し、露光及びエッチング工程を適用してフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して前記下部膜をパターニングすることを含む。
【０００３】
通常、露光光の反射を防止するためにフォトレジスト膜を形成する前に反射防止膜を形成することが一般的である。前記反射防止膜は感光性を有しないが、フォトレジスト膜のような有機膜で形成する。素子の高集積化に従って露光光の波長が短くなることによって、フォトレジスト膜の厚さを薄く形成することが要求される。この際、下部膜のエッチング時、十分なエッチング耐性を提供するために下部膜上にハードマスク膜を形成し、前記ハードマスク膜をパターニングしてハードマスクパターンを形成した後、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする。
【０００４】
一方、最近は素子の高集積化のためにトランジスタの大きさを縮小する趨勢であり、このような趨勢に従ってトランジスタの電流量を確保するために３次元構造のトランジスタまたはマルチチャンネル構造のトランジスタが紹介されている。
【０００５】
図１Ａ乃至図１Ｅは従来のパターン形成方法を適用したマルチチャンネル構造のトランジスタ製造方法を説明するための図である。
【０００６】
図１Ａを参照すれば、半導体基板１０をパターニングして垂直に伸ばした活性領域１０ａを形成する。前記活性領域１０ａが形成された結果物上にゲート絶縁膜１１、ゲート導電膜１２、ハードマスク膜１４及び反射防止膜１８を順次形成し、前記反射防止膜１８上にフォトレジストパターン２０ｐを形成する。図示したように、前記ゲート導電膜１２及び前記ハードマスク膜１４まで形成された非平坦面上に前記反射防止膜１８が形成されて平坦化される。一般的に、前記ハードマスク膜１４でシリコンオキシナイトライド(silicon oxynitride)が使用され、前記反射防止膜１８では感光性を有しない有機膜が使用される。
【０００７】
図１Ｂを参照すれば、前記フォトレジストパターン２０ｐをエッチングマスクとして使用して前記反射防止膜１８をエッチングして反射防止膜パターン１８ｐを形成する。この際、前記活性領域１０ａの間には厚い反射防止膜１８が形成されており、前記活性領域１０ａの上部には相対的に薄い反射防止膜が形成されている。したがって、前記活性領域１０ａの間の反射防止膜を完全に除去するために過度なエッチングが行われて、図示したようにフォトレジストパターン２０ｐが損傷を受けてその厚さ及び幅が減少するなどのパターン不良が発生する。また、前記活性領域１０ａの上部のハードマスク膜１４もエッチング損傷を受けるようになる。
【０００８】
図１Ｃを参照すれば、続いて、前記ハードマスク膜１４をエッチングしてハードマスクパターン１４ｐを形成する。この際、前記フォトレジストパターン２０ｐの損傷が深刻化して前記ハードマスクパターン１４ｐの形態も変形させられる。特に、前記活性領域１０ａの上部でハードマスクパターン１４ｐの変形がさらにひどくなる。また、前記反射防止膜１８をエッチングする段階から持続した過渡エッチングによって前記活性領域１０ａの上部のゲート導電膜１２も損傷を受けるようになる。このような問題はゲート線幅を減らすトリム工程(trim process)が適用される時、前記活性領域１０ａ上のゲート線幅が過度に減ってゲートパターンの断線を誘発する可能性がある。
【０００９】
図１Ｄを参照すれば、前記フォトレジストパターン２０ｐ及び前記反射防止膜パターン１８ｐを除去して前記ハードマスクパターン１４ｐを露出させる。図示したように、前記活性領域１０ａの上部のハードマスクパターン１４ｐは過度なエッチングによってその線幅が縮まり、表面状態(profile)も非常に不良に形成される。前記ハードマスクパターン１４ｐをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜１２をエッチングしてゲートパターン１２ｐを形成する。この際、前記反射防止膜パターン１８ｐをエッチングする段階から伝写されたエッチング損傷によってゲート絶縁膜１１が過エッチングされ、垂直に伸ばした活性領域１０ａの上部面もエッチング損傷を受けるようになり、さらにひどい場合、前記ゲートパターン１２ｐのエッジに沿って前記活性領域が過度にエッチングされてデントが発生する可能性もある。
【００１０】
図１Ｅを参照すれば、前記ハードマスクパターン１４ｐを除去して前記ゲートパターン１２ｐを露出させる。図示したように従来技術によれば、活性領域の段差によって下部膜の厚さが変わるので、厚い下部膜をエッチングする間、薄い下部膜が過エッチングされてゲートパターンのプロファイルが非常に不良に形成される。ゲート線幅が小さい場合にはゲートラインが切れるか、部分的に細く形成されて抵抗が増加するなどの問題を引き起こす。
【特許文献１】U.S No.2003-0104704号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、パターンの不良を誘発せず、微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を達成するために本発明は無機膜及び有機膜が積層された多層マスクを利用したパターン形成方法を提供する。この方法は下部膜が形成された基板上に無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜を順次積層し、前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成することを含む。Ｏ２プラズマアッシングを適用して前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする。この際、前記フォトレジストパターンのシリコンとＯ２プラズマが結合されて前記フォトレジストパターンに酸化膜グラス(oxide glass)が形成される。前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記ハードマスク膜をエッチングする。前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する。前記ハードマスク膜をエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする。
【００１３】
前記反射防止膜は仮橋結合(crosslink)が強いので、シリコン含有フォトレジストからシリコン原子の拡散が強くはないが、前記反射防止膜をエスィングする段階の以前にＣＨＦ系列のエッチングガスを使用して前記反射防止膜の表面のシリコン化合物を除去することが望ましい。
【００１４】
また、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエスィングする段階で、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませて、前記ハードマスクパターンより線幅が狭い反射防止膜パターン及び有機マスク膜パターンを形成するトリム工程(trim process)を実施することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリコン含有フォトレジストをエッチングマスクとして使用して平坦化された有機マスク膜をエッチングすることによって、有機マスク膜をエッチングする間、下部の無機ハードマスク膜が損傷を受けない。したがって、ハードマスクパターンのプロファイルが不良にならず、ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用してパターニングされるゲートパターンのパターン不良を起こさない。また、シリコン含有フォトレジストと有機マスク膜との間に高い仮橋結合を有する反射防止膜を形成することによってフォトレジストパターン形成後シリコン化合物が残存することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図を参照して詳細に説明する。本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底した完全なものになれるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。図において、層及び領域の厚さは明確性のために誇張されたものである。層が他の層または基板“上”にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されることができ、またはそられの間に第３の層を介在させることができる。構造物が他の構造物、または基板に“隣接して”いると言及される場合に、それを他の構造物または基板に直接接して形成されることができ、またはそれらの間に第３の構造物を介在させることができる。また、段階が異なる段階“以前”または“以後”に実施されると言及される場合に、それは他の段階と直接連結されて実施されるか、それらの間に第３の段階を追加することもできる。
【００１７】
図２は本発明の望ましい実施形態による半導体パターン形成方法を説明するためのフローチャートである。
【００１８】
図３Ａ乃至図３Ｆは本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【００１９】
図２のＳ１段階及び図３Ａを参照すれば、下部膜５２が形成された基板５０上に無機ハードマスク膜５４、有機マスク膜５６、反射防止膜５８及びシリコン含有フォトレジスト膜６０を順次に積層する。前記ハードマスク膜５４はシリコンオキシナイトライドまたはシリコン窒化膜でありうる。前記有機マスク膜５６は前記ハードマスク膜５４を除去するプラズマに対する耐性が強い物質として、例えばシリコンが除去されたSiLK、Novolak、Spin on Carbon、ナフタリン系有機物(naphthalene based organic material)などで形成することができる。前記反射防止膜５８は反射度(reflectivity)が低い通常の有機ＡＲＣ(organic antireflection coating)で形成することができる。反射防止膜は高い仮橋結合を有する物質であるので、一般的な有機膜またはフォトレジスト膜に比べてフォトレジストに含有されたシリコンの拡散を最小化することができる。前記シリコン含有フォトレジスト膜６０はＡrＦ、ＫｒＦまたはＦ２用のフォトレジストでありうる。前記有機マスク膜５６は基板の段差を平坦化するように１０００Å乃至３０００Å程度の厚さで形成し、前記反射防止膜５８は相対的に薄い２５０Å乃至４５０Åの厚さで形成することができる。また、前記フォトレジスト膜６０は１０００Å乃至２０００Åの厚さで形成することができる。しかし、必要ならば前記物質の厚さは適切に調節することができる。
【００２０】
図２のＳ２及び図３Ｂを参照すれば、前記シリコン含有フォトレジスト膜６０をパターニングしてフォトレジストパターン６０ｐを形成する。前記反射防止膜５８が高い仮橋結合を有しても前記シリコン含有フォトレジスト膜６０に含有されたシリコンが前記反射防止膜５８の表面に拡散することもできる。したがって、ＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜５８の表面に形成されたシリコン化合物５８ｓを除去することが望ましい（図２のＳ３）。ＣＨＦ系列のガスではＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ及びＣＨ２Ｆ２を例としてあげることができる。この際、ＣＦ４、Ａr及びＯを添加することもできる。前記シリコン化合物５８ｓの除去は５秒乃至３０秒程度で実施してシリコンが含有されたフォトレジスト膜の損傷を最小化することが望ましい。
【００２１】
図２のＳ４及び図３Ｃを参照すれば、Ｏ２プラズマアッシングを利用して前記反射防止膜５８及び前記有機マスク膜５６を乾式エッチングする。この際、前記ＣＨＦ系列のガスを利用したシリコン化合物の除去とＯ２プラズマアッシングはインシチュー(in-situ)で実施することもできる。前記Ｏ２プラズマアッシングを実施する間、前記シリコン含有フォトレジスト膜のシリコンと酸素が反応して酸化膜グラス(oxide glass;６０ｓ）が前記シリコン含有フォトレジストパターン６０ｐに形成される。したがって、前記反射防止膜５８及び前記有機マスク膜５６がアッシングされる間、前記シリコン含有フォトレジストパターン６０ｐは十分なエッチング耐性を有するエッチングマスクを提供することができる。前記Ｏ２プラズマアッシングによって前記ハードマスク膜５４が露出された開口部６２を有する有機マスク膜５６及び反射防止膜パターン５８ｐが形成される。
【００２２】
微細パターンを形成するためにトリム工程を実施することができる。図３Ｄに示したように、前記有機マスク膜５６及び前記反射防止膜５８を乾式エッチングする間、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませ、前記有機マスクパターン５６ｐ'及び前記反射防止膜パターン５８ｐ'の線幅が前記フォトレジストパターン６０ｐより小さいアンダーカット６４を形成することもできる。
【００２３】
図２のＳ５及び図３Ｅを参照すれば、前記フォトレジストパターン６０ｐ、前記反射防止膜パターン５８ｐ及び前記有機マスクパターン５６ｐをエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜５４を乾式エッチングする。その結果、前記下部膜５２が露出されたオープニング６２'を有するハードマスクパターン５４ｐが形成される。前記ハードマスク膜５４を乾式エッチングする間、前記フォトレジストパターン６０ｐのシリコン化合物５８ｓをともに除去することができる。
【００２４】
図２のＳ６、Ｓ７及び図３Ｆを参照すれば、残留された前記フォトレジストパターン６０ｐ、前記反射防止膜パターン５８ｐ、前記有機マスクパターン５６ｐを除去する。続いて、前記ハードマスクパターン５４ｐをエッチングマスクとして使用して前記下部膜５２をエッチングして下部膜パターン５２ｐを形成する。
【００２５】
本発明によれば、前記反射防止膜パターン５８ｐ及び前記有機マスクパターン５６ｐはＯ２プラズマアッシングによって乾式エッチングされる。したがって、前記有機マスクパターン５６ｐをエッチングする間、無機ハードマスク膜はエッチング損傷を受けない。したがって、パターン不良が発生しないハードマスクパターン５２ｐをエッチングマスクとして使用して下部膜をパターニングすることによって下部膜パターンのパターン不良を起こすことなく、過エッチングによる活性領域の損傷を防止することができる。
【００２６】
図４Ａ乃至図４Ｆは３次元トランジスタ製造工程に適用された本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するための図である。
【００２７】
図４Ａを参照すれば、基板１００上に複数個の垂直に伸ばした活性領域１００ａを形成する。図示したようにＳＯＩ基板を利用して前記活性領域１００ａを形成することができる。すなわち、支持基板１００、埋没絶縁層２００及び半導体層からなるＳＯＩ基板の前記半導体層をパターニングして前記活性領域１００ａを形成することができる。または、基板をエッチングして突き出された活性領域及びトレンチを形成した後、前記活性領域の間に素子分離膜を形成することによって垂直に伸ばした活性領域を形成することもできる。
【００２８】
続いて、図４Ａを参照すれば、前記活性領域１００ａが形成された結果物の全面にゲート絶縁膜１０１、ゲート導電膜１０２及び無機ハードマスク膜１０４を順次コンフォマルに形成する。前記ゲート導電膜１０２は金属または半導体膜で形成することができる。例えば、前記ゲート導電膜１０２はタングステン、タングステンシリサイド、チタン、チタン窒化膜、タンタル窒化膜、白金、シリコン膜またはシリコンゲルマニュム膜などの導電膜で形成することができる。前記無機ハードマスク膜１０４上に前記活性領域１００ａの間のギャップ領域を満たす平坦化された有機マスク膜１０６を形成し、前記有機マスク膜１０６上に反射防止膜１０８を形成する。前記有機マスク膜１０６は前記ハードマスク膜１０４を除去するプラズマに対する耐性が強い物質として、例えばシリコンが除去されたSiLK、Novolak、Spin on Carbon、ナフタリン系有機物(naphthalene based organic material)などで形成することができる。前記反射防止膜１０８は反射度(reflectivity)が低い通常の有機ＡＲＣ(organic antireflection coating)で形成することができる。反射防止膜は高い仮橋結合を有する物質であるので、一般的な有機膜またはフォトレジスト膜に比べてフォトレジストに含有されたシリコンの拡散が最小化されることができる。前記反射防止膜１０８上に前記活性領域１００ａの上部を横切るフォトレジストパターン１１０ｐを形成する。前記フォトレジストパターンはＡｒＦ、ＫｒＦまたはＦ２用のシリコンが含有されたフォトレジストで形成することができる。前記有機マスク膜１０６は基板の段差を平坦化するように１０００Å乃至３０００Å程度の厚さで形成し、前記反射防止膜１０８は相対的に薄い２５０Å乃至４５０Åの厚さで形成することができる。また、前記フォトレジストパターン１１０ｐは１０００Å乃至２０００Åの厚さで形成することができる。しかし、必要ならば前記物質の厚さは適切に調節することができる。
【００２９】
図４Ｂを参照すれば、Ｏ２プラズマアッシングを利用して前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６を乾式エッチングする。前記反射防止膜１０８が高い仮橋結合を有しても前記シリコン含有フォトレジスト膜に含有されたシリコンが前記反射防止膜１０８の表面に拡散することもできる。したがって、前記反射防止膜１０８をエッチングする前にＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜１０８の表面に形成されたシリコン化合物を除去することが望ましい。ＣＨＦ系列のガスでは、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ及び ＣＨ２Ｆ２を例としてあげることができる。この際、ＣＦ４、Ａr及びＯを添加することもできる。前記シリコン化合物の除去は５秒乃至３０秒程度で実施してシリコンが含有されたフォトレジスト膜の損傷を最小化することが望ましい。この際、前記ＣＨＦ系列のガスを利用したシリコン化合物の除去とＯ２プラズマアッシングはインシチュー(in-situ)で実施することもできる。前記Ｏ２プラズマアッシングを実施する間、前記シリコン含有フォトレジスト膜のシリコンと酸素が反応して酸化膜グラス１１０ｓが前記シリコン含有フォトレジストパターン１１０ｐに形成される。したがって、前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６がアッシングされる間、前記シリコン含有フォトレジストパターン１１０ｐは十分なエッチング耐性を有するエッチングマスクを提供することができる。前記Ｏ２プラズマアッシングによって有機マスクパターン１０６ｐ及び反射防止膜パターン１０８ｐが形成される。
【００３０】
本発明は前記反射防止膜１０８及び前記有機マスク膜１０６を乾式エッチングするのにＯ２プラズマアッシングを利用する。したがって、無機物である前記ハードマスク膜１０４は前記Ｏ２プラズマアッシングによってエッチングされない。すなわち、前記活性領域１００ａの間のギャップ領域に形成された厚い前記有機マスク膜１０６をエッチングする間、前記活性領域１００ａの上部の前記ハードマスク膜１０４はほとんどエッチング損傷を受けない。
【００３１】
図４Ｃに示したように、微細パターンを形成するためにトリム工程を実施することができる。前記有機マスク膜１０６及び前記反射防止膜１０８を乾式エッチングする間、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向に凹ませ、前記有機マスクパターン１０６ｐ及び前記反射防止膜パターン１０８ｐの線幅が前記フォトレジストパターン１１０ｐより小さいアンダーカットを形成することもできる。
【００３２】
図４Ｄを参照すれば、前記フォトレジストパターン１１０ｐ、前記反射防止膜パターン１０８ｐ及び前記有機マスクパターン１０６ｐをエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜１０４を乾式エッチングする。その結果、前記ゲート導電膜１０２を露出させるハードマスクパターン１０４ｐが形成される。前記ハードマスク膜１０４を乾式エッチングする間、前記フォトレジストパターン１１０ｐのシリコン化合物を共に除去することができる。本発明はＯ２プラズマアッシングによって形成されたマスクパターンを利用して前記ハードマスクパターン１０４ｐを形成するので、前記ハードマスクパターン１０４ｐは優れたプロファイルを有することができる。
【００３３】
図４Ｅを参照すれば、残留した前記フォトレジストパターン１１０ｐ、前記反射防止膜パターン１０８ｐ、前記有機マスクパターン１０６ｐを除去する。続いて、前記ハードマスクパターン１０４ｐをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜１０２をエッチングしてゲートパターン１０２ｐを形成する。前記ゲート絶縁膜１０１もパターニングされてゲート絶縁膜パターン１０１ｐを形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｂ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｃ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｄ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図１Ｅ】従来技術による半導体パターン形成方法を示した図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による半導体パターン形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｅ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【図４Ｆ】本発明の他の実施形態による半導体パターン形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
５０ 基板
５２ 下部膜
５２ｐ 下部膜パターン
５４ 無機ハードマスク膜
５４ｐ ハードマスクパターン
５６ 有機マスク膜
５６ｐ 有機マスクパターン
５６ｐ' 有機マスクパターン
５８ 反射防止膜
５８ｐ 反射防止膜パターン
５８ｐ' 反射防止膜パターン
５８ｓ シリコン化合物
６０ シリコン含有フォトレジスト膜
６０ｐ フォトレジストパターン
６２ 開口部
６２' オープニング
６４ アンダーカット
１００ 基板
１００ａ 活性領域
１０１ ゲート絶縁膜
１０１ｐ ゲート絶縁膜パターン
１０２ ゲート導電膜
１０２ｐ ゲートパターン
１０４ 無機ハードマスク膜
１０４ｐ ハードマスクパターン
１０６ 有機マスク膜
１０６ｐ 有機マスクパターン
１０８ 反射防止膜
１０８ｐ 反射防止膜パターン
１１０ｐ フォトレジストパターン
１１０ｓ 酸化膜グラス
２００ 埋没絶縁層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部膜が形成された基板上に無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜を順次積層する段階と、
前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成する段階と、
Ｏ２プラズマアッシングを実施して前記シリコン含有フォトレジストパターンの露出面を酸化膜グラスに変えると同時に前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記ハードマスク膜をエッチングする段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する段階と、
前記無機ハードマスク膜をエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする段階とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記反射防止膜をエスィングする段階の以前に、
ＣＨＦ系列のエッチングガスを使用して前記反射防止膜のシリコン化合物を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向にエッチングして、前記ハードマスクパターンより線幅が狭い反射防止膜パターン及び有機マスク膜パターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記無機ハードマスク膜をエッチングする段階で、
前記酸化膜グラスが除去されることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
垂直に伸ばした活性領域が形成された基板上にゲート絶縁膜、ゲート導電膜及び無機ハードマスク膜をコンフォマルに形成する段階と、
前記無機ハードマスク膜上に平坦化された有機マスク膜及び反射防止膜を形成する段階と、
前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成する段階と、
Ｏ２プラズマアッシングを実施して前記シリコン含有フォトレジストパターンの露出面を酸化膜グラスに変えると同時に前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする段階と、
前記シリコン含有フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜をパターニングしてハードマスクパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する段階と、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜をエッチングしてゲートパターンを形成する段階と、
前記ハードマスクパターンを除去する段階とを含むことを特徴とする半導体パターン形成方法。
【請求項６】
前記Ｏ２プラズマアッシング段階の以前に、
ＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜の表面のシリコン含有層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項７】
前記反射防止膜の表面のシリコン含有層の除去及び前記Ｏ２プラズマアッシングはインシチューで実施することを特徴とする請求項６に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項８】
前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を横に凹ませ、前記フォトレジストパターンの線幅より小さい反射防止膜パターン及び有機マスクパターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項９】
Ｏ２プラズマアッシングはＨＢｒプラズマをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項１】
下部膜が形成された基板上に無機ハードマスク膜、有機マスク膜、反射防止膜を順次積層する段階と、
前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成する段階と、
Ｏ２プラズマアッシングを実施して前記シリコン含有フォトレジストパターンの露出面を酸化膜グラスに変えると同時に前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記ハードマスク膜をエッチングする段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する段階と、
前記無機ハードマスク膜をエッチングマスクとして使用して前記下部膜をエッチングする段階とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記反射防止膜をエスィングする段階の以前に、
ＣＨＦ系列のエッチングガスを使用して前記反射防止膜のシリコン化合物を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を側方向にエッチングして、前記ハードマスクパターンより線幅が狭い反射防止膜パターン及び有機マスク膜パターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記無機ハードマスク膜をエッチングする段階で、
前記酸化膜グラスが除去されることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
垂直に伸ばした活性領域が形成された基板上にゲート絶縁膜、ゲート導電膜及び無機ハードマスク膜をコンフォマルに形成する段階と、
前記無機ハードマスク膜上に平坦化された有機マスク膜及び反射防止膜を形成する段階と、
前記反射防止膜上にシリコン含有フォトレジストパターンを形成する段階と、
Ｏ２プラズマアッシングを実施して前記シリコン含有フォトレジストパターンの露出面を酸化膜グラスに変えると同時に前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を乾式エッチングする段階と、
前記シリコン含有フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜をエッチングマスクとして使用して前記無機ハードマスク膜をパターニングしてハードマスクパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターン、前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を除去する段階と、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして使用して前記ゲート導電膜をエッチングしてゲートパターンを形成する段階と、
前記ハードマスクパターンを除去する段階とを含むことを特徴とする半導体パターン形成方法。
【請求項６】
前記Ｏ２プラズマアッシング段階の以前に、
ＣＨＦ系列のエッチングガスを利用して前記反射防止膜の表面のシリコン含有層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項７】
前記反射防止膜の表面のシリコン含有層の除去及び前記Ｏ２プラズマアッシングはインシチューで実施することを特徴とする請求項６に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項８】
前記反射防止膜及び前記有機マスク膜を横に凹ませ、前記フォトレジストパターンの線幅より小さい反射防止膜パターン及び有機マスクパターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【請求項９】
Ｏ２プラズマアッシングはＨＢｒプラズマをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体パターン形成方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【公開番号】特開２００６−５３４４（Ｐ２００６−５３４４Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６８７６０（Ｐ２００５−１６８７６０）
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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