JPH07101683B2 - Method for forming pattern of semiconductor device - Google Patents
Method for forming pattern of semiconductor deviceInfo
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- JPH07101683B2 JPH07101683B2 JP61178562A JP17856286A JPH07101683B2 JP H07101683 B2 JPH07101683 B2 JP H07101683B2 JP 61178562 A JP61178562 A JP 61178562A JP 17856286 A JP17856286 A JP 17856286A JP H07101683 B2 JPH07101683 B2 JP H07101683B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置のパターン形成方法にかかり、特に
そのパターンが疎である場合に有用なパターン形成方法
に関する。The present invention relates to a pattern forming method for a semiconductor device, and particularly to a pattern forming method useful when the pattern is sparse.
従来のパターン形成方法によると、第4図に示すような
回路パターンを形成する場合、半導体基板1の回路パタ
ーン形成予定領域に所定の回路パターン2a,2bと同じ形
状が残るようにレジストを周知のリソグラフィー技術に
より形成しておき、このレジストをマスクとして被エッ
チング層をエッチングし所望の回路パターンを得る。According to the conventional pattern forming method, when forming a circuit pattern as shown in FIG. 4, a known resist is used so that the same shape as the predetermined circuit patterns 2a and 2b remains in the circuit pattern formation planned region of the semiconductor substrate 1. It is formed by a lithography technique, and the layer to be etched is etched using this resist as a mask to obtain a desired circuit pattern.
ところが、半導体基板1の表面に形成される回路パター
ンが疎の場合には、第5図に示すようにレジスト3によ
りコートされて本来エッチングされるべきでない回路パ
ターン部4がオーバーエッチングされ回路パターン部4
の上面にレジスト3がオーバーハング状態で残るという
現象が発生する。However, when the circuit pattern formed on the surface of the semiconductor substrate 1 is sparse, the circuit pattern portion 4 which is not originally etched by being coated with the resist 3 is over-etched as shown in FIG. Four
A phenomenon occurs in which the resist 3 remains on the upper surface of the above in an overhang state.
異方性エッチングでは、レジスト3によりコートされた
回路パターン部4は横方向へのエッチングは発生せず、
レジストに垂直な方向の被エッチング層5のみがエッチ
ングされるのが通常であるが、回路パターンが疎に形成
されている場合に、第5図に示すオーバーエッチングの
状態が発生するのは次に説明するような現象が発生して
いるためと考えられる。In the anisotropic etching, the circuit pattern portion 4 coated with the resist 3 is not laterally etched,
Normally, only the layer to be etched 5 in the direction perpendicular to the resist is etched, but when the circuit pattern is sparsely formed, the over-etched state shown in FIG. 5 occurs next. It is thought that this is because of the phenomenon described.
第6図は反応性イオンエッチング(RIE)等の異方性エ
ッチングにより被エッチング層5をエッチングする場合
のエッチング進行モデルを示したものである。FIG. 6 shows an etching progress model when the layer to be etched 5 is etched by anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE).
この場合、回路パターン部4を形成するために用いられ
ているレジスト3の一部がエッチングイオンにより分解
してこの分解物が被エッチング層5の表面に供給され、
保護膜6が形成されてエッチングが異常に進行するのを
防止する。このような保護膜が形成されると回路パター
ン部4の側面もこの保護膜により覆われてエッチングが
側方に進行するのを妨げる。したがってレジスト3の分
解が適当に発生している場合には第5図に示すようなオ
ーバーエッチングは発生しにくい。In this case, a part of the resist 3 used for forming the circuit pattern portion 4 is decomposed by etching ions and the decomposed product is supplied to the surface of the layer to be etched 5,
The protective film 6 is formed to prevent abnormal etching. When such a protective film is formed, the side surface of the circuit pattern portion 4 is also covered with this protective film to prevent the etching from proceeding laterally. Therefore, if the resist 3 is appropriately decomposed, overetching as shown in FIG. 5 is unlikely to occur.
しかし、回路パターンが疎の場合には第7図に示すよう
にレジスト3からの分解物は、非常に少なく、該エッチ
ング層5の表面に十分に行き渡らないため、ごく薄い保
護膜7が形成されるのみである。したがって、RIE等の
異方性エッチングにもかかわらず横方向へのエッチング
が進み、回路パターン部4の側面がこのように、エッチ
ングされるオーバーエッチングが発生してしまう。特に
微細回路パターンを形成しようとする場合に設定寸法に
対してこの横方向へのオーバーエッチングが発生する
と、所望のパターンが形成されず半導体製造上致命的な
問題となる。However, when the circuit pattern is sparse, as shown in FIG. 7, the decomposition products from the resist 3 are very small and do not sufficiently spread on the surface of the etching layer 5, so that a very thin protective film 7 is formed. Only Therefore, despite the anisotropic etching such as RIE, the lateral etching proceeds, and the side surface of the circuit pattern portion 4 is thus overetched. Especially when attempting to form a fine circuit pattern, if this lateral overetching with respect to the set dimension occurs, a desired pattern is not formed, which is a fatal problem in semiconductor manufacturing.
以上説明したように従来のパターン形成方法では特に疎
な回路パターン形成時に被エッチング層のエッチングイ
オンに対向する面とそのエッチング面に直交する横方向
へのエッチング速度との比いわゆるエッチング変換差が
大きくなるという問題があった。そこで本発明は疎な回
路パターンを形成する場合であっても、エッチング変換
差を小さく保った状態で回路パターンを形成することの
できるパターン形成方法を提供することを目的とする。As described above, in the conventional pattern forming method, when the sparse circuit pattern is formed, the so-called etching conversion difference is large when the ratio of the surface of the layer to be etched facing the etching ions to the etching rate in the lateral direction orthogonal to the etching surface is large. There was a problem of becoming. Therefore, it is an object of the present invention to provide a pattern forming method capable of forming a circuit pattern while maintaining a small etching conversion difference even when forming a sparse circuit pattern.
(問題点を解決するための手段) 本発明によるパターン形成方法は、半導体基板またはそ
の上に形成された被エッチング層上に、形成されるべき
半導体素子を単位とするマトリクスの第1のマトリクス
部分に所望の回路を形成するための素子形成レジストパ
ターン、および残りの第2のマトリクス部分に異方性エ
ッチングの際に被エッチング面にレジスト分解物による
保護膜を形成するための全面レジストパターンを有する
第1のレジスト配置パターンを形成する工程と、この第
1のレジスト配置パターンを用いて第1の異方性エッチ
ングを行う工程と、残存レジストを除去した後、この第
1の異方性エッチング完了後の半導体基板またはその上
に形成された被エッチング層上に、前記第2のマトリク
ス部分の所望の回路を形成するための素子形成レジスト
パターン、および前記第1のマトリクス部分に異方性エ
ッチングの際に被エッチング面にレジスト分解物による
保護膜を形成するための全面レジストパターンを有する
第2のレジスト配置パターンを形成する工程と、前記第
2のレジスト配置パターンを用いて第2の異方性エッチ
ングを行う工程とを備えたことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In the pattern forming method according to the present invention, a first matrix portion of a matrix in which a semiconductor element to be formed is a unit on a semiconductor substrate or a layer to be etched formed on the semiconductor substrate. Has a device forming resist pattern for forming a desired circuit, and a full surface resist pattern for forming a protective film by a resist decomposed product on the surface to be etched during anisotropic etching in the remaining second matrix portion. A step of forming a first resist placement pattern, a step of performing a first anisotropic etching using the first resist placement pattern, and a step of completing the first anisotropic etching after removing the residual resist. An element for forming a desired circuit of the second matrix portion on a later semiconductor substrate or an etching target layer formed on the latter semiconductor substrate. A step of forming a child-forming resist pattern and a second resist arrangement pattern having an entire surface resist pattern for forming a protective film by a resist decomposed product on a surface to be etched during anisotropic etching in the first matrix portion. And a step of performing second anisotropic etching using the second resist arrangement pattern.
前記第1のレジスト配置パターンが、前記素子形成パタ
ーンが市松模様状に配置されたパターンであり、前記第
2のレジスト配置パターンが、前記第1のレジスト配置
パターンにおける全面レジストパターン位置に前記素子
形成パターンが市松模様状に配置されたパターンである
おとが好ましい。The first resist arrangement pattern is a pattern in which the element formation patterns are arranged in a checkered pattern, and the second resist arrangement pattern is formed on the entire surface resist pattern position in the first resist arrangement pattern. It is preferable that the pattern is a checkered pattern.
(作 用) ウェーは上にマトリクス状に形成される素子を単位とし
て、素子形成パターンと保護膜形成に必要なレジスト供
給源となる全面レジストパターンよりなる第1のレジス
ト配置パターンを用いて第1回目の異方性エッチングを
行い、続いてレジストを除去した後、素子形成パターン
と全面レジストパターンの配置を交換した第2のレジス
ト配置パターンにより第2回目の異方性エッチングを行
うようにしている。これにより、それぞれのエッチング
時にこのレジスト供給源となる全面レジストパターンか
らレジスト分解物が被エッチング層の表面に十分に供給
されて保護膜が形成されるため、アーバーエッチングが
発生しない。(Operation) The waving is performed using the first resist arrangement pattern including the element formation pattern and the entire surface resist pattern serving as a resist supply source necessary for forming the protective film, using the elements formed in a matrix as a unit. After performing the anisotropic etching for the second time and subsequently removing the resist, the anisotropic etching for the second time is performed by the second resist arrangement pattern in which the arrangement of the element formation pattern and the entire surface resist pattern are exchanged. . As a result, the resist decomposition product is sufficiently supplied to the surface of the layer to be etched from the entire surface resist pattern serving as the resist supply source at the time of each etching to form the protective film, so that arbor etching does not occur.
(実施例) 以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の前提となる原理に関係する例を示すパ
ターンレイアウト図である。半導体基板1の表面に形成
されたポリシリコン層上にゲート電極形成用の回路パタ
ーン12a,12bを疎な状態で形成しようとする場合、この
回路パターン2a,2bに対応したレジストパターンの他に
レジスト供給源となるレジストパターン13を設ける。こ
の場合には、このレジスト供給源となるパターン13を1
チップ内に設けた場合を示している。このようなパター
ン構成を採用しておけば回路パターン12a,12bが疎な状
態で配置されていてもエッチング時にレジストパターン
13からレジスト分解物が回路パターン12a,12bの被エッ
チング層表面上に供給され保護膜が形成されるためオー
バーエッチングが防止され正常なエッチングが実現でき
る。なお、レジストパターン13によりこれに対応したポ
リシリコンパターンが形成されることになるが、もとも
と回路上悪影響のない場合に形成される場合にはそのま
まにしておけばよく、また、不要パターンが存在するこ
とが回路上好ましくない場合には、エッチング完了後の
回路パターン部をマスクして不要パターンを再除去すれ
ばよい。FIG. 1 is a pattern layout diagram showing an example related to the principle underlying the present invention. When the circuit patterns 12a, 12b for forming gate electrodes are to be formed in a sparse state on the polysilicon layer formed on the surface of the semiconductor substrate 1, a resist pattern other than the resist patterns corresponding to the circuit patterns 2a, 2b is used. A resist pattern 13 serving as a supply source is provided. In this case, the pattern 13 serving as the resist supply source
The case where it is provided in the chip is shown. If such a pattern configuration is adopted, even if the circuit patterns 12a and 12b are arranged in a sparse state, a resist pattern is formed during etching.
Since the resist decomposed product is supplied from 13 onto the surface of the layer to be etched of the circuit patterns 12a and 12b to form a protective film, overetching is prevented and normal etching can be realized. Although the resist pattern 13 forms a polysilicon pattern corresponding to this, if it is originally formed when there is no adverse effect on the circuit, it can be left as it is, and an unnecessary pattern exists. If this is not preferable in terms of the circuit, the unnecessary pattern may be removed again by masking the circuit pattern portion after the etching is completed.
第2図は本発明の実施例を示すパターンレイアウト図で
ある。リソグラフィーを行う場合には、ステッパを用い
て1ショットごとに、またはプロジェクション露光装置
を用いる場合には1チップごとに、回路パターンが露光
された部分21と露光されない部分22とを交互に設ける。
この結果、露光されない部分22には全面にレジストが残
るため、チップを単位としてこれがマトリクス状に配設
されたウェーハ上で、回路パターンと、全面パターンと
が交互に市松模様状に配設されたパターンレイアウトが
得られる。全面パターンはエッチング時におけるレジス
ト供給源として機能する。FIG. 2 is a pattern layout diagram showing an embodiment of the present invention. When lithography is performed, a stepper is used for each shot, or a projection exposure apparatus is used, for each chip, an exposed portion 21 and an unexposed portion 22 of a circuit pattern are alternately provided.
As a result, since the resist is left on the entire surface in the unexposed portion 22, the circuit pattern and the entire surface pattern are alternately arranged in a checkered pattern on the wafer in which the chips are arranged in a matrix in a unit. A pattern layout is obtained. The entire pattern functions as a resist supply source during etching.
したがって、露光された部分21のエッチング時に十分な
保護膜が供給され、正常なエッチングが実現できる。Therefore, a sufficient protective film is supplied at the time of etching the exposed portion 21, and normal etching can be realized.
次にレジストを全部除去した後、再びレジストを全面に
塗布し、露光部と非露光部の位置を交換したパターンに
したがって回路パターンをエッチングにより形成する。
このときも既に回路パターンが形成された部分には全面
的にレジストが残るため、これが異方性エッチング時に
レジストの供給源となって正常なエッチングが行われる
ことになる。このようにして実現されたパターンでは第
3図に示すようにレジスト3の下の回路パターン部4は
横方向にオーバーエッチングされることなく変換差の小
さい正常なパターンが形成できる。Next, after completely removing the resist, the resist is applied again to the entire surface, and a circuit pattern is formed by etching according to a pattern in which the positions of the exposed portion and the non-exposed portion are exchanged.
At this time as well, the resist remains on the entire surface where the circuit pattern has already been formed, so that this serves as a supply source of the resist during anisotropic etching, and normal etching is performed. In the pattern realized in this way, as shown in FIG. 3, the circuit pattern portion 4 below the resist 3 can form a normal pattern with a small conversion difference without being over-etched in the lateral direction.
したがって微細パターンも精度良く形成することができ
る。Therefore, a fine pattern can be accurately formed.
なお、実施例では素子を単位とするマトリクス部分につ
いて素子形成パターンと全面レジストパターンを市松模
様状に配列するようにしているが、1回目のエッチング
に用いる第1のレジスト配置パターンと、素子形成パタ
ーンと全面レジストパターンの位置を交換した第2のレ
ジストパターンにおけるエッチングを行うチップの数が
ほぼ等しく、かつエッチングされるチップとレジスト供
給源となるチップがほぼ均等に配列されるものであれば
他のパターンであってもよい。In the embodiment, the element formation pattern and the entire surface resist pattern are arranged in a checkered pattern in the matrix portion in which the element is a unit. However, the first resist arrangement pattern used for the first etching and the element formation pattern are used. And the number of chips to be etched in the second resist pattern in which the positions of the entire surface resist pattern are exchanged are substantially equal to each other, and the chips to be etched and the chips serving as the resist supply source are arranged substantially evenly. It may be a pattern.
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よれば、半導体素子を単位として第1のマトリクス部分
に素子形成パターン、残りの第2のマトリクス部分に全
面レジストパターンを配置した第1のレジストパターン
と、これらの位置を交換したパターンとを用いて、エッ
チング時に被エッチング面に保護膜を形成するに必要な
レジストの供給源を確保すべく2回に分けてエッチング
を行うようにしているため、それぞれの異方性エッチン
グの際、全面レジストパターンから十分な量のレジスト
分解物が供給されて被エッチング面に保護膜が形成され
ることにより、オーバーエッチングが進まず、微細回路
パターンを有する半導体装置であっても精度の良いパタ
ーンを正確に形成することができる。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, the semiconductor element is used as a unit and the element formation pattern is arranged in the first matrix portion, and the entire surface resist pattern is arranged in the remaining second matrix portion. The resist pattern and the pattern in which these positions are exchanged are used to perform the etching twice in order to secure the supply source of the resist necessary for forming the protective film on the surface to be etched during etching. Therefore, during each anisotropic etching, a sufficient amount of resist decomposed product is supplied from the entire surface resist pattern to form a protective film on the surface to be etched, so that overetching does not proceed and a fine circuit pattern is formed. Even a semiconductor device having the same can accurately form a highly accurate pattern.
第1図は本発明に関係する例を示すパターンレイアウト
図、第2図は本発明の実施例を示すパターンレイアウト
図、第3図は正常なエッチングが実現された場合の素子
断面図、第4図は疎な回路パターンの配置を示すパター
ンレイアウト図、第5図はオーバーエッチング状態を示
す断面図、第6図はエッチングの原理を説明するための
エッチングモデル図、第7図は疎な回路パターンのエッ
チング状態を説明するためのモデル図である。1,11……
半導体基板、2a,2b,12a,12b……回路パターン、3……
レジスト、4……回路パターン部、5……被エッチング
層、6……保護膜、13……レジスト供給部、21……露光
された回路パターン部、22……露光されない回路パター
ン部。FIG. 1 is a pattern layout diagram showing an example related to the present invention, FIG. 2 is a pattern layout diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an element sectional view when normal etching is realized, and FIG. FIG. 5 is a pattern layout diagram showing the arrangement of sparse circuit patterns, FIG. 5 is a sectional view showing an over-etched state, FIG. 6 is an etching model diagram for explaining the principle of etching, and FIG. 7 is a sparse circuit pattern. FIG. 3 is a model diagram for explaining the etching state of FIG. 1,11 ……
Semiconductor substrate, 2a, 2b, 12a, 12b ... Circuit pattern, 3 ...
Resist, 4 ... Circuit pattern part, 5 ... Etched layer, 6 ... Protective film, 13 ... Resist supply part, 21 ... Exposed circuit pattern part, 22 ... Unexposed circuit pattern part.
Claims (2)
ッチング層上に、形成されるべき半導体素子を単位とす
るマトリクスの第1のマトリクス部分に所望の回路を形
成するための素子形成レジストパターン、および残りの
第2のマトリクス部分に異方性エッチングの際に被エッ
チング面にレジスト分解物による保護膜を形成するため
の全面レジストパターンを有する第1のレジスト配置パ
ターンを形成する工程と、 この第1のレジスト配置パターンを用いて第1の異方性
エッチングを行う工程と、 残存レジストを除去した後、この第1の異方性エッチン
グ完了後の半導体基板またはその上に形成された被エッ
チング層上に、前記第2のマトリクス部分に所望の回路
を形成するための素子形成レジストパターン、および前
記第1のマトリクス部分に異方性エッチングの際に被エ
ッチング面にレジスト分解物による保護膜を形成するた
めの全面レジストパターンを有する第2のレジスト配置
パターンを形成する工程と、 前記第2のレジスト配置パターンを用いて第2の異方性
エッチングを行う工程と、 を備えた半導体装置のパターン形成方法。1. An element forming resist pattern for forming a desired circuit on a first matrix portion of a matrix including a semiconductor element to be formed as a unit on a semiconductor substrate or a layer to be etched formed on the semiconductor substrate. And a step of forming a first resist arrangement pattern having an entire surface resist pattern for forming a protective film by a resist decomposed product on the surface to be etched during anisotropic etching in the remaining second matrix portion, A step of performing a first anisotropic etching using the first resist arrangement pattern, and a semiconductor substrate after completion of the first anisotropic etching after removing the residual resist or an etching target formed on the semiconductor substrate An element forming resist pattern for forming a desired circuit on the second matrix portion on the layer, and the first matrix. A step of forming a second resist arrangement pattern having an entire surface resist pattern for forming a protective film by a resist decomposition product on the surface to be etched at the time of anisotropic etching, and using the second resist arrangement pattern And a step of performing second anisotropic etching.
素子形成パターンが市松模様状に配置されたパターンで
あり、前記第2のレジスト配置パターンが、前記第1の
レジスト配置パターンにおける全面レジストパターン位
置に前記素子形成パターンが市松模様状に配置されたパ
ターンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置のパターン形成方法。2. The first resist arrangement pattern is a pattern in which the element formation patterns are arranged in a checkered pattern, and the second resist arrangement pattern is a full-face resist pattern in the first resist arrangement pattern. The pattern formation method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the element formation patterns are arranged in a checkered pattern at positions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178562A JPH07101683B2 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Method for forming pattern of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178562A JPH07101683B2 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Method for forming pattern of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334926A JPS6334926A (en) | 1988-02-15 |
| JPH07101683B2 true JPH07101683B2 (en) | 1995-11-01 |
Family
ID=16050651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61178562A Expired - Lifetime JPH07101683B2 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Method for forming pattern of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101683B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713180A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-23 | Fujitsu Ltd | Etching method |
| JPS5935473A (en) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP61178562A patent/JPH07101683B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6334926A (en) | 1988-02-15 |
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