JP2004296991A

JP2004296991A - Method for forming multi-layered resist mask and method for manufacturing semiconductor device using same

Info

Publication number: JP2004296991A
Application number: JP2003090416A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Harano; 俊彦原野; Atsuhiro Ando; 厚博安藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent peeling an upper-layer resist film and a side-etching of a lower-layer resist film in a method for manufacturing a semiconductor device using multi-layered resist. <P>SOLUTION: An etched film is formed on a semiconductor substrate, the lower-layer resist film is formed on the etched film, and the upper-layer resist film containing metal is formed in a specified shape on the lower-layer resist film, and this upper-layer resist film is used as a mask to etch the lower-layer resist film with etching gas containing gas in a specified shape with sputtering performance, thereby forming a multi-layered resist mask. Then this multi-layered resist mask is used to etch the etched film in a specified shape, thereby manufacturing the semiconductor device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層レジストマスクの形成方法及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化を図るために、半導体基板上に形成されるパターンの微細化が進んでおり、かかるパターンの微細化を実現する方法として多層レジストマスクを用いた半導体装置の製造方法が開発されている。
【０００３】
この多層レジストマスクを用いた半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成した被エッチング膜の上部に下層レジスト膜と上層レジスト膜とを順に形成し、この上層レジスト膜の上部にフォトレジストを塗布した後に、フォトレジストを露光及び現像することで上層レジスト膜の上部に所定形状のフォトレジスト膜を形成し、その後、上層レジスト膜を所定形状にエッチングするとともに、この上層レジスト膜をマスクとして下層レジスト膜を所定形状にエッチングすることによって被エッチング膜の上部に所定形状の多層レジストマスクを形成し、その後、この多層レジストマスクを用いて被エッチング膜をエッチングするものである。
【０００４】
そして、多層レジストマスクを用いた半導体装置の製造方法は、上層レジスト膜をエッチングする際に、エッチングガスや膜質などの組合せを選択しておくことで上層レジストを下方に向かうにしたがって幅が狭くなるようにエッチングし、また、下層レジスト膜として半導体基板からの光の反射を吸収する素材のものを用いることでフォトレジストの露光時の乱反射を防止してフォトレジスト膜を所定形状に正確に露光・現像できるようにしている。
【０００５】
これにより、フォトレジスト膜を所定形状に精度良く形成することができるとともに、このフォトレジスト膜の開口よりも狭い幅で被エッチング膜をエッチングすることができるので、フォトレジスト膜を単層レジスト膜として使用する場合に比べて被エッチング膜を微細にエッチングすることができる。
【０００６】
この多層レジストマスクを用いた半導体装置の製造方法について具体的に説明すると、まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板１０１の上部に二酸化シリコンからなる被エッチング膜１０２を形成する。
【０００７】
次に、図３（ｂ）に示すように、被エッチング膜１０２の上部に塗布型炭素膜からなる下層レジスト膜１０３を形成する。
【０００８】
次に、図３（ｃ）に示すように、下層レジスト膜１０３の上部に塗布型シリコン酸化膜（ＳＯＧ：ＳｐｉｎＯｎＧｒａｓｓ）からなる上層レジスト膜１０４を形成する。
【０００９】
次に、図３（ｄ）に示すように、上層レジスト膜１０４の上部にフォトレジスト膜１０５を塗布する。
【００１０】
次に、図３（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜１０５の露光及び現像を行って、フォトレジスト膜１０５を所定形状に成形する。
【００１１】
次に、図３（ｆ）に示すように、フォトレジスト膜１０５をマスクとして上層レジスト膜１０４を所定形状にエッチングする。
【００１２】
次に、上層レジスト膜１０４をマスクとして下層レジスト膜１０３を所定形状にエッチングすることによって多層レジストマスク１０６を形成した後に、この多層レジストマスク１０６をマスクとして被エッチング膜１０２を所定形状にエッチングする。
【００１３】
そして、従来においては、この下層レジスト膜１０３をエッチングして多層レジストマスク１０６を形成する際に、窒素を含有するエッチングガスや酸素を含有するエッチングガスを用いてエッチングしていた（たとえば、特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−９３７７８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、窒素を含有するエッチングガスや酸素を含有するエッチングガスを用いて下層レジスト膜１０３をエッチングすると、マスクである上層レジスト膜１０４の開口幅よりも広い幅で下層レジスト膜１０３がエッチングされてしまい、それに伴って、被エッチング膜１０２を微細形状にエッチングすることができなくなるおそれがあった。
【００１６】
すなわち、窒素を含有するエッチングガスを使用した場合には、窒素分子が上層レジスト膜１０４を変質させ、この変質層によりエッチング中の温度上昇にともなう下層レジスト膜１０４からの脱ガスが阻害されるため、上層レジスト膜１０４と下層レジスト膜１０３との界面近傍で脱ガスによる発泡が発生することによって上層レジスト膜１０４と下層レジスト膜１０３とが剥離してしまい、図４に示すように、上層レジスト膜１０４の開口幅よりも広い幅で下層レジスト膜１０３がエッチングされていた。
【００１７】
また、酸素を含有するエッチングガスを使用した場合には、酸素ラジカルの強力なエッチング作用によって、図５に示すように、下層レジスト膜１０３が横方向にまでエッチング（サイドエッチ）されてしまい、上層レジスト膜１０４の開口幅よりも広い幅で下層レジスト膜１０３がエッチングされていた。
【００１８】
このように、従来のエッチングガスでは、上層レジスト膜１０４の剥離現象や下層レジスト膜１０３のサイドエッチ現象によって、下層レジスト膜１０３を所定形状に正確にエッチングすることができないために、被エッチング膜１０２を微細形状にエッチングすることができなかった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に係る本発明では、被エッチング膜の上部に下層レジスト膜を形成し、この下層レジスト膜の上部に金属を含有する上層レジスト膜を所定形状に形成し、その後、この上層レジスト膜をマスクとして用いてスパッタリング性能を有するガスを含有するエッチングガスで前記下層レジスト膜をエッチングすることによって前記下層レジスト膜を所定形状に形成することにした。
【００２０】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記エッチングガスは、窒素を含有していないことにした。
【００２１】
また、請求項３に係る本発明では、半導体基板の上部に被エッチング膜を形成し、この被エッチング膜の上部に下層レジスト膜を形成し、この下層レジスト膜の上部に金属を含有する上層レジスト膜を所定形状に形成し、この上層レジスト膜をマスクとして用いてスパッタリング性能を有するガスを含有するエッチングガスで前記下層レジスト膜をエッチングすることによって前記下層レジスト膜を所定形状に形成して多層レジストマスクを形成し、その後、この多層レジストマスクを用いて被エッチング膜を所定形状にエッチングすることにした。
【００２２】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記エッチングガスは、窒素を含有していないことにした。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る多層レジストマスクを用いた半導体装置の製造方法は、半導体基板の上部に被エッチング膜を形成し、この被エッチング膜の上部に有機膜からなる下層レジスト膜を形成し、この下層レジスト膜の上部に金属（シリコン）を含有する塗布型シリコン酸化膜からなる上層レジスト膜を所定形状に形成し、この上層レジスト膜をマスクとして用いてスパッタリング性能を有する希ガス（不活性ガス、たとえば、アルゴンやキセノンなど）と酸素との混合ガスで前記下層レジスト膜をエッチングすることによって前記下層レジスト膜を所定形状に形成して多層レジストマスクを形成し、その後、この多層レジストマスクをマスクとして用いて被エッチング膜を所定形状にエッチングするものである。
【００２４】
このように、金属を含有する上層レジスト膜をマスクとして下層レジスト膜をエッチングする際に、スパッタリング性能を有するガスを含有するエッチングガスを用いているため、スパッタリング性能を有するガスによって上層レジスト膜に含有される金属がスパッタリングされるとともに、その金属が下層レジスト膜の開口部側壁に付着して、下層レジスト膜の開口部側壁がエッチングガスによってサイドエッチされるのを抑制することができ、上層レジスト膜の開口幅と同一幅で下層レジスト膜をエッチングすることができる。
【００２５】
また、エッチングガスに窒素が含有されていないため、下層レジスト膜と上層レジスト膜との剥離を防止することができ、これによっても、上層レジスト膜の開口幅と同一幅で下層レジスト膜をエッチングすることができる。
【００２６】
そのため、所定形状に正確に成形した多層レジストマスクをマスクとして被エッチング膜をエッチングすることで、被エッチング膜を微細形状にエッチングすることができる。
【００２７】
以下に、本発明に係る半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すように、シリコンウエハからなる半導体基板１の上部に二酸化シリコンからなる被エッチング膜２を形成する。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、被エッチング膜２の上部に塗布型炭素膜からなる下層レジスト膜３を形成する。ここでは、被エッチング膜２の上部に下層レジスト膜３をスピンコート法を用いて塗布している。
【００３０】
このように、下層レジスト膜３としては、半導体基板１からの光の反射を吸収する素材の有機膜を用いている。
【００３１】
次に、図１（ｃ）に示すように、下層レジスト膜３の上部に塗布型シリコン酸化膜（ＳＯＧ：ＳｐｉｎＯｎＧｒａｓｓ）からなる上層レジスト膜４を形成する。ここでは、下層レジスト膜３の上部に上層レジスト膜４をスピンコート法を用いて塗布している。
【００３２】
このように、上層レジスト膜４には、金属であるシリコンを含有する塗布型シリコン酸化膜を用いている。
【００３３】
次に、図１（ｄ）に示すように、上層レジスト膜４の上部にフォトレジスト膜５を塗布する。
【００３４】
次に、図２（ａ）に示すように、フォトレジスト膜５の露光及び現像を行って、フォトレジスト膜５を所定形状に成形する。
【００３５】
ここで、下層レジスト膜３として半導体基板１からの光の反射を吸収する素材のものを用いているため、フォトレジスト膜５の露光時に半導体基板１からの乱反射を防止することができ、露光時のにじみやぼけを未然に防止することができるので、フォトレジスト膜５を所定形状に正確に露光・現像することができる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜５をマスクとして上層レジスト膜４をドライエッチング法を用いて所定形状にエッチングする。
【００３７】
この上層レジスト膜４をエッチングする際には、エッチングガスや上層レジスト膜４の膜質などの組合せを選択しておくことで、上層レジスト膜４を下方に向かうにしたがって幅が狭くなるようにエッチングしている。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、上層レジスト膜４をマスクとして下層レジスト膜３をドライエッチング法を用いて所定形状にエッチングする。これにより、所定形状に加工した上層レジスト膜４と下層レジスト膜３とからなる多層レジストマスク７を形成する。
【００３９】
最後に、図２（ｄ）に示すように、下層レジスト膜３をマスクとして被エッチング膜２を所定形状にエッチングする。
【００４０】
そして、本発明では、金属を含有する上層レジスト膜４をマスクとして下層レジスト膜３をエッチングする際に、スパッタリング性能を有するアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスをエッチングガスとして使用して、プラズマエッチングを行っている。ここで、エッチングガス中の酸素とアルゴンとの含有比率は、１：５〜１：２とし、エッチング圧力は、１５ｍＴｏｒｒ〜４０ｍＴｏｒｒとしている。
【００４１】
このように、シリコンを含有する上層レジスト膜４をマスクとして下層レジスト膜３をエッチングする際のエッチングガスとして、スパッタリング性能を有するガスを含有させているため、スパッタリング性能を有するガスによって上層レジスト膜４に含有されるシリコンがスパッタリングされるとともに、そのシリコンが下層レジスト膜３の開口部側壁６に付着して、下層レジスト膜３の開口部側壁６がエッチングガスによってサイドエッチされるのを抑制することができ、上層レジスト膜４の開口幅と同一幅で下層レジスト膜３をエッチングすることができる。
【００４２】
また、エッチングガスに窒素を含有させていないため、下層レジスト膜３と上層レジスト膜４との剥離を防止することができ、これによっても、上層レジスト膜４の開口幅と同一幅で下層レジスト膜３をエッチングすることができる。
【００４３】
そのため、所定形状に正確に成形した下層レジスト膜３をマスクとして被エッチング膜２をエッチングすることで、被エッチング膜２を微細形状にエッチングすることができる。
【００４４】
なお、エッチングガス中の酸素ガスと希ガスとの混合比率は、１：５〜１：２とした場合に限定されるものではないが、酸素ガスの混合比率が高くなると、サイドエッチが発生するおそれがあり、一方、酸素ガスの混合比率が低くなると、エッチングに要する処理時間が長くなる。また、エッチング圧力は、１５ｍＴｏｒｒ〜４０ｍＴｏｒｒとした場合に限定されるものではないが、これも、エッチング圧力が高くなると、サイドエッチが発生するおそれがあり、一方、エッチング圧力が低くなると、エッチングに要する処理時間が長くなる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４６】
すなわち、請求項１に係る本発明では、被エッチング膜の上部に下層レジスト膜を形成し、この下層レジスト膜の上部に金属を含有する上層レジスト膜を所定形状に形成し、その後、この上層レジスト膜をマスクとして用いてスパッタリング性能を有するガスを含有するエッチングガスで前記下層レジスト膜をエッチングすることによって前記下層レジスト膜を所定形状に形成しているため、下層レジスト膜のサイドエッチ現象の発生を防止することができ、下層レジスト膜を所定形状に正確にエッチングすることができ、これにより、被エッチング膜を微細形状にエッチングすることができる。
【００４７】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記エッチングガスに窒素を含有させていないため、上層レジスト膜の剥離現象の発生を防止することができ、これによっても、下層レジスト膜を所定形状に正確にエッチングすることができ、被エッチング膜を微細形状にエッチングすることができる。
【００４８】
また、請求項３に係る本発明では、半導体基板の上部に被エッチング膜を形成し、この被エッチング膜の上部に下層レジスト膜を形成し、この下層レジスト膜の上部に金属を含有する上層レジスト膜を所定形状に形成し、この上層レジスト膜をマスクとして用いてスパッタリング性能を有するガスと酸素との混合ガスで前記下層レジスト膜をエッチングすることによって前記下層レジスト膜を所定形状に形成し、その後、この下層レジスト膜をマスクとして用いて被エッチング膜を所定形状にエッチングしているため、下層レジスト膜のサイドエッチ現象の発生を防止することができ、下層レジスト膜を所定形状に正確にエッチングすることができ、これにより、被エッチング膜を微細形状にエッチングすることができる。
【００４９】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記エッチングガスに窒素を含有させていないため、上層レジスト膜の剥離現象の発生を防止することができ、これによっても、下層レジスト膜を所定形状に正確にエッチングすることができ、被エッチング膜を微細形状にエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法（前半）を示す説明図。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法（後半）を示す説明図。
【図３】従来の半導体装置の製造方法を示す説明図。
【図４】上層レジスト膜の剥離現象を示す説明図。
【図５】下層レジスト膜のサイドエッチを示す説明図。
【符号の説明】
１半導体基板
２被エッチング膜
３下層レジスト膜
４上層レジスト膜
５フォトレジスト膜
６開口部側壁
７多層レジストマスク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a multilayer resist mask and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, miniaturization of patterns formed on a semiconductor substrate has been promoted in order to achieve high integration of a semiconductor device. As a method of realizing such miniaturization of a pattern, a method of manufacturing a semiconductor device using a multilayer resist mask Is being developed.
[0003]
In a method of manufacturing a semiconductor device using this multilayer resist mask, a lower resist film and an upper resist film are sequentially formed on a film to be etched formed on a semiconductor substrate, and a photoresist is applied on the upper resist film. After that, a photoresist film having a predetermined shape is formed on the upper resist film by exposing and developing the photoresist, and then, the upper resist film is etched into a predetermined shape, and the lower resist film is formed using the upper resist film as a mask. By etching the film into a predetermined shape, a multilayer resist mask having a predetermined shape is formed on the film to be etched, and thereafter, the film to be etched is etched using the multilayer resist mask.
[0004]
In the method of manufacturing a semiconductor device using the multilayer resist mask, when etching the upper resist film, the width is narrowed downward in the upper resist by selecting a combination of an etching gas, film quality, and the like. Also, by using a lower resist film made of a material that absorbs the reflection of light from the semiconductor substrate, irregular reflection at the time of exposure of the photoresist is prevented, and the photoresist film is accurately exposed to a predetermined shape. It can be developed.
[0005]
As a result, the photoresist film can be accurately formed in a predetermined shape, and the film to be etched can be etched with a width smaller than the opening of the photoresist film. The film to be etched can be finely etched as compared with the case where it is used.
[0006]
The method of manufacturing a semiconductor device using this multilayer resist mask will be specifically described. First, as shown in FIG. 3A, an etching target film 102 made of silicon dioxide is formed on a semiconductor substrate 101.
[0007]
Next, as shown in FIG. 3B, a lower resist film 103 made of a coating type carbon film is formed on the film 102 to be etched.
[0008]
Next, as shown in FIG. 3C, an upper resist film 104 made of a coating type silicon oxide film (SOG: Spin On Grass) is formed on the lower resist film 103.
[0009]
Next, as shown in FIG. 3D, a photoresist film 105 is applied on the upper resist film 104.
[0010]
Next, as shown in FIG. 3E, the photoresist film 105 is exposed and developed to form the photoresist film 105 into a predetermined shape.
[0011]
Next, as shown in FIG. 3F, the upper resist film 104 is etched into a predetermined shape using the photoresist film 105 as a mask.
[0012]
Next, a multilayer resist mask 106 is formed by etching the lower resist film 103 into a predetermined shape using the upper resist film 104 as a mask, and then the film to be etched 102 is etched into a predetermined shape using the multilayer resist mask 106 as a mask.
[0013]
Conventionally, when the lower resist film 103 is etched to form the multi-layer resist mask 106, the etching is performed using an etching gas containing nitrogen or an etching gas containing oxygen (for example, see Patent Document 1). 1).
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-93778
[Problems to be solved by the invention]
However, when the lower resist film 103 is etched using an etching gas containing nitrogen or an etching gas containing oxygen, the lower resist film 103 is etched with a width wider than the opening width of the upper resist film 104 serving as a mask. Accordingly, there is a possibility that the film to be etched 102 cannot be etched into a fine shape.
[0016]
That is, when an etching gas containing nitrogen is used, nitrogen molecules alter the upper resist film 104, and this altered layer hinders degassing from the lower resist film 104 due to a rise in temperature during etching. In the vicinity of the interface between the upper resist film 104 and the lower resist film 103, bubbling due to degassing occurs, so that the upper resist film 104 and the lower resist film 103 are separated, and as shown in FIG. The lower resist film 103 was etched with a width wider than the opening width of the opening 104.
[0017]
When an etching gas containing oxygen is used, the lower resist film 103 is etched (side-etched) in the lateral direction by the strong etching action of oxygen radicals, as shown in FIG. The lower resist film 103 was etched with a width wider than the opening width of the resist film 104.
[0018]
As described above, the conventional etching gas cannot accurately etch the lower resist film 103 into a predetermined shape due to the peeling phenomenon of the upper resist film 104 and the side etching phenomenon of the lower resist film 103. Could not be etched into a fine shape.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention according to claim 1, a lower resist film is formed on a film to be etched, an upper resist film containing a metal is formed in a predetermined shape on the lower resist film, and then the upper resist film is formed. The lower resist film is formed into a predetermined shape by etching the lower resist film with an etching gas containing a gas having a sputtering performance using the film as a mask.
[0020]
Further, in the present invention according to claim 2, in the present invention according to claim 1, the etching gas does not contain nitrogen.
[0021]
Further, in the present invention according to claim 3, an etching target film is formed on a semiconductor substrate, a lower resist film is formed on the etching target film, and an upper resist containing metal is formed on the lower resist film. A film is formed in a predetermined shape, and the lower resist film is formed in a predetermined shape by etching the lower resist film with an etching gas containing a gas having a sputtering performance using the upper resist film as a mask. A mask is formed, and thereafter, the film to be etched is etched into a predetermined shape using the multilayer resist mask.
[0022]
Also, in the present invention according to claim 4, in the present invention according to claim 3, the etching gas does not contain nitrogen.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In a method of manufacturing a semiconductor device using a multilayer resist mask according to the present invention, a film to be etched is formed on a semiconductor substrate, and a lower resist film made of an organic film is formed on the film to be etched. An upper resist film made of a coating type silicon oxide film containing a metal (silicon) is formed in a predetermined shape on the upper portion of the film, and a rare gas (inert gas, for example, an inert gas such as an inert gas having sputtering performance) is formed using the upper resist film as a mask. The lower resist film is etched into a predetermined shape by etching the lower resist film with a mixed gas of oxygen and argon) to form a multilayer resist mask, and then using the multilayer resist mask as a mask. The film to be etched is etched into a predetermined shape.
[0024]
As described above, when etching the lower resist film using the metal-containing upper resist film as a mask, an etching gas containing a gas having a sputtering performance is used. The metal to be deposited is sputtered, and the metal adheres to the side wall of the opening of the lower resist film, so that the side wall of the opening of the lower resist film can be suppressed from being side-etched by the etching gas. The lower resist film can be etched with the same width as the opening width of the opening.
[0025]
Further, since nitrogen is not contained in the etching gas, separation between the lower resist film and the upper resist film can be prevented, whereby the lower resist film is etched with the same width as the opening width of the upper resist film. be able to.
[0026]
Therefore, the film to be etched can be etched into a fine shape by etching the film to be etched using the multilayer resist mask accurately formed into a predetermined shape as a mask.
[0027]
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0028]
First, as shown in FIG. 1A, an etching target film 2 made of silicon dioxide is formed on a semiconductor substrate 1 made of a silicon wafer.
[0029]
Next, as shown in FIG. 1B, a lower resist film 3 made of a coating type carbon film is formed on the film 2 to be etched. Here, the lower resist film 3 is applied to the upper part of the etching target film 2 by using a spin coating method.
[0030]
As described above, as the lower resist film 3, an organic film made of a material that absorbs light reflected from the semiconductor substrate 1 is used.
[0031]
Next, as shown in FIG. 1C, an upper resist film 4 made of a coating type silicon oxide film (SOG: Spin On Grass) is formed on the lower resist film 3. Here, the upper resist film 4 is applied on the lower resist film 3 by spin coating.
[0032]
As described above, the coating silicon oxide film containing silicon as a metal is used as the upper resist film 4.
[0033]
Next, as shown in FIG. 1D, a photoresist film 5 is applied on the upper resist film 4.
[0034]
Next, as shown in FIG. 2A, the photoresist film 5 is exposed and developed to form the photoresist film 5 into a predetermined shape.
[0035]
Here, since the lower resist film 3 is made of a material that absorbs the reflection of light from the semiconductor substrate 1, irregular reflection from the semiconductor substrate 1 can be prevented when the photoresist film 5 is exposed. Since blurring and blurring can be prevented beforehand, the photoresist film 5 can be accurately exposed and developed into a predetermined shape.
[0036]
Next, as shown in FIG. 2B, using the photoresist film 5 as a mask, the upper resist film 4 is etched into a predetermined shape by a dry etching method.
[0037]
When the upper resist film 4 is etched, a combination of an etching gas, the film quality of the upper resist film 4, and the like is selected so that the upper resist film 4 is etched so that the width becomes narrower downward. ing.
[0038]
Next, as shown in FIG. 2C, the lower resist film 3 is etched into a predetermined shape using the upper resist film 4 as a mask by a dry etching method. Thus, a multilayer resist mask 7 composed of the upper resist film 4 and the lower resist film 3 processed into a predetermined shape is formed.
[0039]
Finally, as shown in FIG. 2D, the film to be etched 2 is etched into a predetermined shape using the lower resist film 3 as a mask.
[0040]
In the present invention, when etching the lower resist film 3 using the metal-containing upper resist film 4 as a mask, a mixed gas of argon gas and oxygen gas having sputtering performance is used as an etching gas, and plasma etching is performed. It is carried out. Here, the content ratio of oxygen to argon in the etching gas is 1: 5 to 1: 2, and the etching pressure is 15 mTorr to 40 mTorr.
[0041]
As described above, since a gas having a sputtering performance is contained as an etching gas for etching the lower resist film 3 using the upper resist film 4 containing silicon as a mask, the gas having the sputtering performance is used as the etching gas. Is prevented from being sputtered and adhered to the side wall 6 of the opening of the lower resist film 3, and the side wall 6 of the opening of the lower resist film 3 is side-etched by the etching gas. Thus, the lower resist film 3 can be etched with the same width as the opening width of the upper resist film 4.
[0042]
Further, since nitrogen is not contained in the etching gas, the separation between the lower resist film 3 and the upper resist film 4 can be prevented, which also enables the lower resist film 3 to have the same width as the opening width of the upper resist film 4. 3 can be etched.
[0043]
Therefore, the etching target film 2 can be etched into a fine shape by etching the etching target film 2 using the lower resist film 3 accurately formed into a predetermined shape as a mask.
[0044]
The mixing ratio of oxygen gas and rare gas in the etching gas is not limited to 1: 5 to 1: 2, but when the mixing ratio of oxygen gas is high, side etching occurs. On the other hand, when the mixing ratio of the oxygen gas is low, the processing time required for etching becomes long. Further, the etching pressure is not limited to the case where the etching pressure is set to 15 mTorr to 40 mTorr. However, when the etching pressure is high, side etching may occur. On the other hand, when the etching pressure is low, etching is required. Processing time becomes longer.
[0045]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form described above, and has the following effects.
[0046]
That is, in the present invention according to claim 1, a lower resist film is formed on a film to be etched, an upper resist film containing a metal is formed in a predetermined shape on the lower resist film, and then the upper resist film is formed. Since the lower resist film is formed in a predetermined shape by etching the lower resist film with an etching gas containing a gas having a sputtering performance using the film as a mask, occurrence of a side etch phenomenon of the lower resist film is reduced. Thus, the lower resist film can be accurately etched into a predetermined shape, whereby the film to be etched can be etched into a fine shape.
[0047]
Further, in the present invention according to claim 2, in the present invention according to claim 1, since the etching gas does not contain nitrogen, it is possible to prevent the occurrence of a peeling phenomenon of the upper resist film, thereby Also, the lower resist film can be accurately etched into a predetermined shape, and the film to be etched can be etched into a fine shape.
[0048]
Further, in the present invention according to claim 3, an etching target film is formed on a semiconductor substrate, a lower resist film is formed on the etching target film, and an upper resist containing metal is formed on the lower resist film. A film is formed in a predetermined shape, and the lower resist film is formed in a predetermined shape by etching the lower resist film with a mixed gas of a gas having a sputtering performance and oxygen using the upper resist film as a mask, and thereafter Since the film to be etched is etched into a predetermined shape using the lower resist film as a mask, it is possible to prevent the side etch phenomenon of the lower resist film from occurring, and to accurately etch the lower resist film into a predetermined shape. Accordingly, the film to be etched can be etched into a fine shape.
[0049]
Further, in the present invention according to claim 4, in the present invention according to claim 3, since the etching gas does not contain nitrogen, it is possible to prevent the occurrence of a peeling phenomenon of the upper resist film, thereby Also, the lower resist film can be accurately etched into a predetermined shape, and the film to be etched can be etched into a fine shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a method (first half) of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a method (second half) of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a peeling phenomenon of an upper resist film.
FIG. 5 is an explanatory view showing side etching of a lower resist film.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Film to be etched 3 Lower resist film 4 Upper resist film 5 Photoresist film 6 Opening side wall 7 Multilayer resist mask

Claims

A lower resist film is formed on the film to be etched, an upper resist film containing a metal is formed in a predetermined shape on the lower resist film, and then a gas having sputtering performance is formed using the upper resist film as a mask. Forming the lower resist film into a predetermined shape by etching the lower resist film with an etching gas containing:

2. The method according to claim 1, wherein the etching gas does not contain nitrogen.

A film to be etched is formed on a semiconductor substrate, a lower resist film is formed on the film to be etched, an upper resist film containing a metal is formed on the lower resist film in a predetermined shape, and the upper resist is formed. The lower resist film is formed into a predetermined shape by etching the lower resist film with an etching gas containing a gas having a sputtering performance using the film as a mask to form a multilayer resist mask, and thereafter, the multilayer resist mask is formed. And etching the film to be etched into a predetermined shape using the method.

4. The method according to claim 3, wherein the etching gas does not contain nitrogen.