JPH02161432A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH02161432A JPH02161432A JP63316970A JP31697088A JPH02161432A JP H02161432 A JPH02161432 A JP H02161432A JP 63316970 A JP63316970 A JP 63316970A JP 31697088 A JP31697088 A JP 31697088A JP H02161432 A JPH02161432 A JP H02161432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- resin layer
- pattern
- resist
- fine pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路、特に大規模集積回路の微細パター
ン形虜方法に関する。
ン形虜方法に関する。
大規模集積回路の微細パターンの製作には、現在縮小投
影露光法が用いられているが、ホトレジスト露光の際の
露光光と下地反射光の干渉効果、下地基板・下地パター
ンからの散乱反射などによりホトレジストパターンが変
形する。
影露光法が用いられているが、ホトレジスト露光の際の
露光光と下地反射光の干渉効果、下地基板・下地パター
ンからの散乱反射などによりホトレジストパターンが変
形する。
特に下地基板・下地パターンが平坦でなく段差が大きい
と微細パターンが得られ難い、この対策として多層レジ
スト法が提案されている。
と微細パターンが得られ難い、この対策として多層レジ
スト法が提案されている。
この多層レジスト法による微細パターンの形成は、例え
ば第２図（、ａ）〜（ｆ）に示すような工程により行な
われる。この例は第２図（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
１の表面に約０゜５．ｗｍの厚さの多結晶シリコンパタ
ーン２ａ。
ば第２図（、ａ）〜（ｆ）に示すような工程により行な
われる。この例は第２図（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
１の表面に約０゜５．ｗｍの厚さの多結晶シリコンパタ
ーン２ａ。
２ｂ、２ｃが形成され、段差が生じている場合である。
先ずポジ型ホトレジストを約 １．５ｐｍの厚さに塗布
した後、 ２００℃で８０秒間加熱処理し、段差のない
平坦な表面を有する下層レジスト層２１を形成する。
した後、 ２００℃で８０秒間加熱処理し、段差のない
平坦な表面を有する下層レジスト層２１を形成する。
次に第２図（ｂ）に示すように、下層レジスト層２１上
にスピンオングラス（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）材
（例えば東京応化工業社製０ＣＤ）を塗布して １９０
℃、６０秒間加熱処理して厚さ０．１２ｐ ｍのシリカ
材質によるシリカ中間層２２を形成する。
にスピンオングラス（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）材
（例えば東京応化工業社製０ＣＤ）を塗布して １９０
℃、６０秒間加熱処理して厚さ０．１２ｐ ｍのシリカ
材質によるシリカ中間層２２を形成する。
次いで第２図（Ｃ）に示すように、シリカ中間層２２上
にポジ型ホトレジスト層を０．Ｅｆｐｍの厚さに塗布し
、 １００℃、４５秒間加熱処理を行なって上層レジス
ト層２３を形成する。
にポジ型ホトレジスト層を０．Ｅｆｐｍの厚さに塗布し
、 １００℃、４５秒間加熱処理を行なって上層レジス
ト層２３を形成する。
このように、三層構造を形成してから、第２図（ｄ）に
示すように、縮小投影型露光装置による選択的露光を行
なってから現像し、上層レジスト層２３の所定の露光部
分５を除去して上層レジストパターン２３ａを形成する
。
示すように、縮小投影型露光装置による選択的露光を行
なってから現像し、上層レジスト層２３の所定の露光部
分５を除去して上層レジストパターン２３ａを形成する
。
次に、第２図（ｅ）に示すように、反応性イオンエツチ
ング装置を用い、ＣＦＪ とＨ２の混合ガスのプラズマ
中で上層レジストパターン２３ａをマスクとしてシリカ
中間層２２の所定部分をエツチング除去し、シリカ中間
層ノぐターン２２ａを形成する。
ング装置を用い、ＣＦＪ とＨ２の混合ガスのプラズマ
中で上層レジストパターン２３ａをマスクとしてシリカ
中間層２２の所定部分をエツチング除去し、シリカ中間
層ノぐターン２２ａを形成する。
ついで、第２図（ｆ）に示すように、上記装置のエツチ
ングガスを０２に変更して、シリカ中間層２２ａをマス
クとして、さらにエツチング処理を所定時間性なうと、
下層レジスト層２１の所定部分は除去されて、下層レジ
ストパターン２１ａが形成され２層レジストパターンが
完成する。
ングガスを０２に変更して、シリカ中間層２２ａをマス
クとして、さらにエツチング処理を所定時間性なうと、
下層レジスト層２１の所定部分は除去されて、下層レジ
ストパターン２１ａが形成され２層レジストパターンが
完成する。
以上の方法による多層レジスト法は、下層のホトレジス
ト層により半導体基板表面の多結晶シリコンパターンに
よる段差が平坦化され、上層ホトレジスト層の膜厚を単
層レジスト法の場合より薄くでき、さらに中間層によっ
て下地からの反射光をしゃ断するので、パターンの解像
度及び寸法制御性が著しく向上する。
ト層により半導体基板表面の多結晶シリコンパターンに
よる段差が平坦化され、上層ホトレジスト層の膜厚を単
層レジスト法の場合より薄くでき、さらに中間層によっ
て下地からの反射光をしゃ断するので、パターンの解像
度及び寸法制御性が著しく向上する。
上述した従来の多層レジスト法は、基板上に下層レジス
ト層、中間層および上層レジスト層の３種類の材質を積
層後、順次上層レジスト層から中間層を経て、下層レジ
スト層へとパターンを形成して行くため、工程が長くな
り過ぎるという欠点がある。そのため、量産性・コスト
ダウンが重要視される半導体装置では、従来の多層レジ
スト法は、本格的な普及にいたっていないのが実状であ
る。
ト層、中間層および上層レジスト層の３種類の材質を積
層後、順次上層レジスト層から中間層を経て、下層レジ
スト層へとパターンを形成して行くため、工程が長くな
り過ぎるという欠点がある。そのため、量産性・コスト
ダウンが重要視される半導体装置では、従来の多層レジ
スト法は、本格的な普及にいたっていないのが実状であ
る。
本発明の目的は、上記の事情に鑑み、二層レジストによ
り微細パターン形成を可能とする新規なパターン形成方
法を提供することにある。
り微細パターン形成を可能とする新規なパターン形成方
法を提供することにある。
本発明は、半導体基板の一主面上に、光架橋剤を含むフ
ェノールノボラック樹脂を積層する工程と、前記樹脂層
を選択的に露光する工程と、モノシランまたはジシラン
を含む気体により、未露光部樹脂層表面にＳｉを堆積さ
せる工程と、前−記樹脂層表面層を酸化してＳ ｉ ０
２層とする工程と、前記５ｆ０２暦をエツチングマスク
として露光部樹脂層を０２プラズマエツチングにより除
去する工程とを含むものである。
ェノールノボラック樹脂を積層する工程と、前記樹脂層
を選択的に露光する工程と、モノシランまたはジシラン
を含む気体により、未露光部樹脂層表面にＳｉを堆積さ
せる工程と、前−記樹脂層表面層を酸化してＳ ｉ ０
２層とする工程と、前記５ｆ０２暦をエツチングマスク
として露光部樹脂層を０２プラズマエツチングにより除
去する工程とを含むものである。
選択的に、露光された露光部樹脂層は光架橋反応をおこ
して重合する。その後基板をシラン（モノシラン、ジシ
ラン）ガス中で処理すると、未露光部樹脂層の表面にＳ
ｉを含む層が生ずる。露光部樹脂層はすでに光架橋反応
をおこしているので、シランとの反応は生ぜずＳｉは堆
積しない０次に例えば、０２プラズマ処理すれば、Ｓｉ
は酸化され未露光部樹脂層の表面にＳ ｉ ０２暦が生
ずる。この５ｉ０２層をエツチングマスクとして露光部
樹脂層をドライエツチングすれば、微細なレジストパタ
ーンが形成される。
して重合する。その後基板をシラン（モノシラン、ジシ
ラン）ガス中で処理すると、未露光部樹脂層の表面にＳ
ｉを含む層が生ずる。露光部樹脂層はすでに光架橋反応
をおこしているので、シランとの反応は生ぜずＳｉは堆
積しない０次に例えば、０２プラズマ処理すれば、Ｓｉ
は酸化され未露光部樹脂層の表面にＳ ｉ ０２暦が生
ずる。この５ｉ０２層をエツチングマスクとして露光部
樹脂層をドライエツチングすれば、微細なレジストパタ
ーンが形成される。
以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。従来例と同様にＳｔ基板１の表面に約０．５μｍの
厚さの多結晶シリコンパターン２ａ、２ｂ、２ｃが形成
されている場合につき述べる。先ず、第１図（ａ）に示
すように、全面にフェノールノボラック樹脂を主成分と
する有機樹脂層１１を形成する。
る。従来例と同様にＳｔ基板１の表面に約０．５μｍの
厚さの多結晶シリコンパターン２ａ、２ｂ、２ｃが形成
されている場合につき述べる。先ず、第１図（ａ）に示
すように、全面にフェノールノボラック樹脂を主成分と
する有機樹脂層１１を形成する。
ここで使用するノボラック樹脂は、通常のポジレジスト
に使用されているもの、即ち重量平均分子量（Ｍ ｗ
）が１２．０００〜１５，０００程度のものであり、こ
のノボラック樹脂に感光剤として。
に使用されているもの、即ち重量平均分子量（Ｍ ｗ
）が１２．０００〜１５，０００程度のものであり、こ
のノボラック樹脂に感光剤として。
光架橋機能のあるベンゾフェノチアジンを、ノボラック
樹脂のｌＯ〜１５（重量％）添加し、この樹脂と感光剤
の混合物を有機溶剤中に２０〜２２（重量％）の固形分
濃度で溶解させる。この塗布液をスピンコード法により
、Ｓｉ基板１および多結晶シリコンパターン２ａ、２ｂ
、２ｃ上ニ１．８ｐｍ程度の厚さに塗布し、ホットプレ
ートとで８０℃で３０秒間加熱処理し、有機樹脂層１１
を形成する。この膜厚にすると有機樹脂層１１の表面は
平坦化されることが確認された。
樹脂のｌＯ〜１５（重量％）添加し、この樹脂と感光剤
の混合物を有機溶剤中に２０〜２２（重量％）の固形分
濃度で溶解させる。この塗布液をスピンコード法により
、Ｓｉ基板１および多結晶シリコンパターン２ａ、２ｂ
、２ｃ上ニ１．８ｐｍ程度の厚さに塗布し、ホットプレ
ートとで８０℃で３０秒間加熱処理し、有機樹脂層１１
を形成する。この膜厚にすると有機樹脂層１１の表面は
平坦化されることが確認された。
次に、第１図（ｂ）に示すように、縮小投影型露光装置
を用いて、有機樹脂層１１の所定の部分のみ露光すると
、露光部分４の有機樹脂層１１ａは光架橋反応により重
合し、平均重量分子量が３０〜４０万程度と、重合前の
２０〜３０倍になる。ｊｏｌいて、第１図（Ｃ）に示す
ように、露光した基板をモノシラン（ＳＨ４）ガスをヘ
リウム（Ｈｅ）で２０％に希訳し、８５℃に加熱した混
合ガス中に、３０分間さらす、その結果、有機樹脂層１
１中の露光部分４以外に含まれる光架橋剤ベンゾフェノ
チアジンと反応し、その表面から０．４７℃ｍ程度の厚
さまでＳｉを２０〜３０（玉量％）程度含む有機樹脂層
１２ａが形成され、一方露光部分４では、光架橋剤が有
機樹脂と反応しているため、モノシランガス（ＳＨ４）
トＬ７）反応はおこらず、表面にはＳｔは堆積しない
。
を用いて、有機樹脂層１１の所定の部分のみ露光すると
、露光部分４の有機樹脂層１１ａは光架橋反応により重
合し、平均重量分子量が３０〜４０万程度と、重合前の
２０〜３０倍になる。ｊｏｌいて、第１図（Ｃ）に示す
ように、露光した基板をモノシラン（ＳＨ４）ガスをヘ
リウム（Ｈｅ）で２０％に希訳し、８５℃に加熱した混
合ガス中に、３０分間さらす、その結果、有機樹脂層１
１中の露光部分４以外に含まれる光架橋剤ベンゾフェノ
チアジンと反応し、その表面から０．４７℃ｍ程度の厚
さまでＳｉを２０〜３０（玉量％）程度含む有機樹脂層
１２ａが形成され、一方露光部分４では、光架橋剤が有
機樹脂と反応しているため、モノシランガス（ＳＨ４）
トＬ７）反応はおこらず、表面にはＳｔは堆積しない
。
次いで度広性イオンエツチング装置を用いて、０２とＨ
ｅの混合ガスのプラズマで処理すると、Ｓｉを含む有機
樹脂層１２ａはｏ２プラズマガスくより酸化してＳｉＯ
２層１２ｂとなり、極めて強い０２プラズマ耐性を持つ
のでエツチングマスクとなり、一方露光部分４の有機樹
脂Ｍ１１ａは０２プラズマガスにより除去されることに
より、５５０２層１２ｂ、有機樹脂層１１ｂの微細パタ
ーンが完成する。
ｅの混合ガスのプラズマで処理すると、Ｓｉを含む有機
樹脂層１２ａはｏ２プラズマガスくより酸化してＳｉＯ
２層１２ｂとなり、極めて強い０２プラズマ耐性を持つ
のでエツチングマスクとなり、一方露光部分４の有機樹
脂Ｍ１１ａは０２プラズマガスにより除去されることに
より、５５０２層１２ｂ、有機樹脂層１１ｂの微細パタ
ーンが完成する。
以上説明したように、本発明はレジスト膜の塗布回数が
従来の３回から１回に、またパターン形成のためのプラ
ズマガスによる処理回数も従来の２回から１回と、製造
工程が格段に簡略化され、その上基板表面段差や基板表
面の光反射の影響による解像力の劣化は従来の３Ｎレジ
スト法に比べて全く優劣なく、従って本発明による微細
パターン形成法は半導体装置の性能と価格に好ましい影
響を与える。
従来の３回から１回に、またパターン形成のためのプラ
ズマガスによる処理回数も従来の２回から１回と、製造
工程が格段に簡略化され、その上基板表面段差や基板表
面の光反射の影響による解像力の劣化は従来の３Ｎレジ
スト法に比べて全く優劣なく、従って本発明による微細
パターン形成法は半導体装置の性能と価格に好ましい影
響を与える。
第１図は本発明の一実施例を示す工程順の縦断面図、第
２図は従来例の工程順の縦断面図である。 １・・・Ｓｉ基板、 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・多結晶シリコンパターン、４・
・・露光部分、 １１、ｌｌａ、１ｌｂ−−−有機樹脂層、１２ａ・・・
Ｓｆを含む有機樹脂層、 １２ｂ・・・ＳｉＯ２層。 第１図 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 内 原 晋第２図ぜ１ 第２図７の２
２図は従来例の工程順の縦断面図である。 １・・・Ｓｉ基板、 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・多結晶シリコンパターン、４・
・・露光部分、 １１、ｌｌａ、１ｌｂ−−−有機樹脂層、１２ａ・・・
Ｓｆを含む有機樹脂層、 １２ｂ・・・ＳｉＯ２層。 第１図 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 内 原 晋第２図ぜ１ 第２図７の２
Claims (1)
- 半導体基板の一主面上に、光架橋剤を含むフェノールノ
ボラック樹脂を積層する工程と、前記樹脂層を選択的に
露光する工程と、モノシランまたはジシランを含む気体
により、未露光部樹脂層表面にＳｉを堆積させる工程と
、前記樹脂層表面層を酸化してＳｉＯ＿２層とする工程
と、前記ＳｉＯ＿２層をエッチングマスクとして露光部
樹脂層をＯ＿２プラズマエッチングにより除去する工程
とを含むことを特徴とする微細パターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316970A JPH02161432A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 微細パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316970A JPH02161432A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 微細パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161432A true JPH02161432A (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=18082967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316970A Pending JPH02161432A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161432A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107346A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-26 | ユセベ エレクトロニックス，ソシエテ アノニム | フォトレジスト層中にネガ図形を形成する方法 |
| JPS62165650A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-22 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ポジティブ・フォトレジストの処理方法 |
| JPS638643A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-14 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ポリマ材料層にパターンを形成する方法 |
| JPH0252357A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-21 | Kanto Chem Co Inc | パターン形成方法 |
| JPH02158737A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-06-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | レリーフパターンの作成およびその用途 |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP63316970A patent/JPH02161432A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107346A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-26 | ユセベ エレクトロニックス，ソシエテ アノニム | フォトレジスト層中にネガ図形を形成する方法 |
| JPS62165650A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-22 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ポジティブ・フォトレジストの処理方法 |
| JPS638643A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-14 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ポリマ材料層にパターンを形成する方法 |
| JPH0252357A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-21 | Kanto Chem Co Inc | パターン形成方法 |
| JPH02158737A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-06-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | レリーフパターンの作成およびその用途 |
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