JPH02106919A

JPH02106919A - 逆テーパ形状のフォトレジストパターンの形成方法

Info

Publication number: JPH02106919A
Application number: JP63259384A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Haraguchi; 原口　浩志; Hitoshi Tsuji; 均辻
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2703949B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、半導体装置の製造方法に係り、特にフォトマ
スクを用いて半導体基板上のレジストをパターニングす
る方法に関する。

（従来の技術）最近、フォトリソグラフィ・プロセスのサブミクロンオ
ーダーのパターニングを行なう際に、ステッパーを用い
てパターンを形成し、半導体基板上にゲート電極、バッ
ト電極形成を行ない、その後ステッパ一部分を除去する
リフトオフ法が用いられる。この方法を用いる微細パタ
ーン形成には、前記ステッパーが逆テーパー形状である
ことが必要不可欠なものになりて（る。

現在、ポジ型フォトレジストを用いて、逆テーパーを形
成することが試みられている。通常のポジ型フォトレジ
ストを用いた場合、第２図に示すように、ポジ型フォト
レジスト（３）を半導体基板（１）上に塗布し、ブリベ
ーキングした後、同図（：）に示すようにフォトマスク
（４）を用いて露光し、同図（ｉ）に示すように逆テー
パー形状の露光部を形成する。そして９０〜１００度の
温度で熱処理を行ない露光部をアルカリ現像液に対し不
溶な状態にし、そして同図（ｉ）に示すようにフォトレ
ジスト（３）全体を露光する。その後現像およびポスト
ベーキングを行なって同図（ｉＶ）に示すような逆テー
パー形状のレジスト（５）のパターンを得ることができ
る。

（発明が解決しようとする課題）斗しかしながら、第Ｘ図から判るように、従来のポジ型レ
ジストを使用したパターン形成では、逆テーパーを形成
することのできる露光量の範囲である露光マージンが小
さくなり、フォトレジストの逆テーパー形状の角度も８
０〜８５度程度しかつけることができないという欠点が
あった。

このため、逆テーパー形状にするためのフォトレジスト
の露光では、露光量についての条件が厳しく、容易に逆
テーパーを形成することが難しくなり取扱いが面倒であ
った。

また逆テーパー形状の角度が８０〜８５度程度であるの
で、レジスト側壁へのメタル・デボ時にメタルの段切れ
が起こりにくくなっていた。

本発明の目的は、露光マージンが大きく、きわめて容易
に逆テーパー形状のレジストパターンを得ることができ
る半導体装置の製造方法を提供することである。

［発明の構成］（課源を解決するための手段）半導体基板上に、フォトレジストの逆テーパ−・パター
ンを形成するにあたって、染料をその中に加えたフォト
レジストを塗布し、そのフォトレジストを多量の露光量
により露光し逆テーパの角度を制御する。

（作用）一般に、フォトレジストを露光するとレジスト中のジア
ゾナフトキノンが露光によりインデンカルボン酸になり
、その後の熱処理によって脱カルボン反応を起こして、
アルカリ現像液に不溶な状態になる。露光量が少ないと
レジスト上部だけ露光され脱カルボン反応が起こり、下
部ではほとんどがもとのフオレジストのままであるため
、アルカリ現像を行なった場合に、はとんど削り取られ
、パターンが倒れてしまうことがある。また露光量が多
い場合にはテーパーがつかずに露光されてしまう。

本発明の場合、染料入りフォトレジスト中の染料の光の
吸収効果により、フォトレジスト中の露光の進み具合が
おそくなるため、多量の露光を行なった場合にのみレジ
ストは逆テーパー形状になり、その量をよほど多くしな
いかぎりテーパーがつかなくなってしまうということは
なくなる。よって通常のフォトレジストに比べてきわめ
て容易に逆テーパーを形成することができ、露光マージ
ンも大きくなる。そして、フォトレジストの膜厚が変わ
っても露光量を調節することでテーパーの形状を制御で
き、またレジスト中の染料の量を調節することによりて
、逆テーパー形状の角度を変えることができるので、き
わめて容易に取扱うことができる半導体装置の製造方法
を提供することができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す半導体装置の製造方法
である。以下第１図に）〜（ｉＶ）を順次参照しつつ本
発明の詳細な説明する。

まず、第１図に）に示したように、半導体基板（１）上
に染料入すポジ型フォトレジスト（２）を１μｍ〜３μ
ｍ程度の厚さに塗布し、乾燥雰囲気中で１００℃前後の
温度で熱処理（プリベーク）を行った後、フォトマスク
５（４）により露光し、Ｉ同図（〆）に示すようにフォトレジスト（又）を逆テー
パ形状に変化させる。レジスト（２）中の染料は光の吸
収効果があるため、露光量は従来より多くして３３０５
ｓｅｃ以上で行なうとよい。その後アンモニアガス雰囲
気中で９０℃〜１００°Ｃで熱処理をすることにより、
露光部がアルカリ現像液に不溶になるようにし同図（ｉ
ｉ）に示すようにレジスト（２）全体を露光する。そし
て同図（ｉＶ）に示すようにフッ化アンモニウムなどの
アルカリ系の現像液により現像し、１００℃前後で熱処
理（ボストベーキング）を行ない逆テーパー型のフォト
レジスト（５）を形成する。さらに、第３図にレジスト
膜厚１．１〜２．４μｍ間における逆テーパー形成の可
否を示した。同図より明らかなように、逆テーパーを形
成することのできる露光量の範囲である露光マージンは
、レジスト膜厚１．７６μｍのとき２３０　ｍ５ｅｃ以
上である。そして、通常のポジ型フォトレジストを使用
した場合の逆テーパーを形成する露光マージが第３図に
示すように、レジスト膜厚１．７５μｍのときに６０　
ｍ５ｅｃであることから、染料の入ったフォトレジスト
（２）を用いることにより、きわめて容易に逆テーパー
を形成することができるものである。

また、第１図（ｉＶ）に示したレジストの逆テーパー形
状の角度（７）については、通常のポジ型フォトレジス
トを使用するとレジストの逆テーパー形状の角度は８０
〜８５度であるが、染料入りポジ型フォトレジストを用
いると８０度以下にすることができ、レジスト側壁への
メタル・テボによるメタルの段切れを確実におこさせる
ことができる。そしてフォトレジスト（２）中の染料の
量を変えることにより、レジストのテーパー角（７）を
制御することができる。例えば、染料を２．５％含有さ
せたものではテーパー角（７）は６５度〜７５度の範囲
で設定でき、１．２５％含有させたちの７０度〜８０度
の範囲で設定できる。

〔発明の効果］以上詳述したように、半導体基板上にマスクを使用して
フォトレジストの逆テーパ−パターンを形成するにあた
って、フォトレジストはその中に染料を加えたものを使
用することにより、露光マージンが大きく、きわめて容
易に逆テーパー形状のレジストパターンを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す部分断面図、第２図は従来の半導体装置の製造
工程を示す部分断面図、第３図は、本発明の半導体装置
の製造方法による逆テーパー形成の可否を示す図、第４
図は、従来の半導体装置の製造方法による逆テーパー形
成の可否を示す図である。１・・・半導体基板、２・・・染料大すポジ型フォトレ
ジスト、３・・・ポジ型フォトレジスト、４・・・マス
ク、５・・・レジストの露光部、６・・・レジストの未
露光部、７・・・テーパー角た（１ｉ１（１１］）（４Ｖさ（（Ｖ）妬口第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

半導体基板上に塗料を含有したフォトレジストを塗布す
る工程と、前記フォトレジストを露光して基板に対し逆
テーパ形状に第１の露光部を形成する工程と、前記フォ
トレジスト全体を熱処理することによって前記第１の露
光部をアルカリ現像液に対し不溶な状態にする工程と、
前記フォトレジストを露光して前記第１の露光部周囲に
第２の露光部を形成する工程と、前記第２の露光部をエ
ッチングにより除去して逆テーパ形状の前記第１の露光
部を残存させる工程とを具備したことを特徴とする半導
体装置の製造方法。