JPH06267934A

JPH06267934A - 配線パターン形成材料およびパターン形成方法

Info

Publication number: JPH06267934A
Application number: JP5051879A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hashimoto; 和彦橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、従来のドライエッチング技術を用
いずに、容易に高解像度の微細な配線パターンを形成す
る。【構成】半導体シリコン基板１１上に高分子有機膜１
２として、金属含有高分子有機膜を塗布し、ベーキング
を行う。この高分子有機膜１２上に塗布されたレジスト
膜１３をマスクとして、微細なレジストパターン１３ｐ
を形成する。このレジストパターン上からＮａＢＨ４か
ら成る還元液１５を滴下し、５０℃で１０分間保ち続け
る。この後、還元剤を除去すると、高分子有機膜１２の
表面にＣｕから成る金属層１６を２００ｎｍの厚さで形
成し、微細な金属配線パターンを形成する。次に、レジ
ストパターン１３ｐを除去し、さらに、この高分子有機
膜１２を熱処理することによって、ポリシリコン系高分
子有機化合物を熱架橋させ、絶縁膜１７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や集積回路
を、リソグラフィー技術を用いてパターン形成して製作
する際に使用する配線パターン形成材料、ならびに、同
材料を用いた配線パターン形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣ及びＬＳＩ等の製造において
は、紫外線を用いたホトリソグラフィーによってパター
ン形成を行っている。素子の微細化に伴い、ステッパー
レンズの高開口数化、短波長光源の使用等が進められて
いるが、それによって、焦点深度が浅くなるという欠点
がある。また、このホトリソグラフィーによって形成し
たレジストパターンは、ウエットエッチングによってパ
ターン転写を行っていたが、異方性がなく微細パターン
の転写が困難であるため、現在ではガスプラズマを用い
たドライエッチングによってパターン転写を行ってい
る。

【０００３】図２は従来のレジストプロセス、およびド
ライエッチング技術を用いた配線パターン形成方法の説
明図である。半導体基板３１上に絶縁膜３２としてシリ
コン酸化膜を１μｍ厚堆積し、さらに金属膜３３として
アルミ膜を０．８μｍ厚堆積する（図２（ａ））。この
上にレジスト膜３４としてホトレジストＡＺマイクロポ
ジット（シプレー社）を１．２μｍ厚塗布する。このレ
ジスト膜上から３６５ｎｍの紫外線３５により所望のパ
ターンの露光を行う（図２（ｂ））。この露光されたレ
ジスト膜３４を有機アルカリ水溶液を用いて１分間の現
像を行い、レジストパターン３４Ｐを得る（図２
（ｃ））。次に、このレジストパターン３４Ｐをマスク
として、ＣＣｌ₄とＯ₂ガスプラズマを用いてアルミ金属
膜３３のドライエッチングを行い、パターンの転写を行
う（図２（ｄ））。以上のようなレジストプロセス、お
よびドライエッチング技術を用いることによって、微細
な配線パターンを形成することができる。

【０００４】このホトリソグラフィーにおいて使用する
ホトレジストは、主成分である高分子化合物としてノボ
ラック樹脂から成っており、これに光反応性化合物等が
含まれている。しかし、露光波長が短くなると、ノボラ
ック樹脂の光吸収が大きいため、レジスト膜の下部にま
で十分光が到達せず、レジストパターンが正確に形成で
きないという欠点があった。そこで、レジストの主成分
である高分子化合物をノボラック樹脂から光吸収の少な
いポリビニルフェノール樹脂や、さらには脂肪族系の炭
化水素化合物に置き換えてレジストを構成している。し
かし、これらのレジストは耐熱性が低く、また耐ドライ
エッチ性も十分でないので、アルミ金属膜をドライエッ
チングする時、レジストと金属膜との選択比が小さいた
め、パターンの寸法シフトが大きくなるという欠点があ
る。さらに、アルミ金属膜上にパターン形成を行う場
合、基板からの露光光の反射が非常に大きいため、レジ
ストパターンが逆テーパーになったりすることによっ
て、正確なパターン形成が困難であるという問題があ
る。また、アルミ金属膜のドライエッチングは技術的に
非常に困難であり、エッチング後の形状が逆テーパーの
パターンになりやすく、正確なパターン転写を行うこと
が難しく、エッチング後のアルミ配線の腐食の問題もあ
る。

【０００５】また、ＬＳＩ素子のパターン寸法の微細
化、ＡＳＩＣの製造等に伴い、リソグラフィー技術とし
て電子ビームリソグラフィーが用いられるようになって
きている。この電子ビームリソグラフィーによる微細パ
ターン形成には電子線レジストは欠くことのできないも
のである。その中で、ポジ型電子線レジストであるポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は最も解像性の良い
ものとして知られているが、低感度であることが欠点で
ある。それ故、近年ポジ型電子線レジストの感度を高め
る多くの報告が行われており、例えば、ポリメタクリル
酸ブチル、メタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重
合体、メタクリル酸とアクリロニトリルとの共重合体、
メタクリル酸メチルとイソブチレンとの共重合体、ポリ
ブテン−１−スルホン、ポリイソプロペニルケトン、含
フッ素ポリメタクリレート等のポジ型電子線レジストが
発表されている。これらのレジストはいずれも、側鎖に
電子吸引性基を導入、または、主鎖に分解しやすい結合
を導入することによって、電子ビームによる主鎖切断が
容易におこるようにしたレジストであり、高感度化をね
らったものであるが、解像度と感度の両方を十分に満た
したものであるとはいえない。また、耐ドライエッチ
性、耐熱性も十分良好なものであるとはいえないため、
ドライエッチング用のマスクとしては使用しにくく、そ
の利用は限られている。

【０００６】そのため、電子ビームリソグラフィーにお
いては、電子ビームレジストの耐ドライエッチ性、耐熱
性の悪さ、電子の前方散乱、後方散乱のための近接効果
によるパターン精度への影響等の欠点をおぎなうため
に、レジストの働きを感光層と平坦化層とに分けた多層
レジスト法を使用している。図３は電子ビームリソグラ
フィーにおける従来の三層レジストプロセスを用いた配
線パターン形成方法の説明図である。半導体基板４１上
に絶縁膜４２としてシリコン酸化膜を１μｍ厚堆積し、
さらに金属膜４３としてアルミ膜を０．８μｍ厚堆積す
る。この上に近接効果を抑えるために下層膜４４とし
て、高分子有機膜を２〜３μｍ厚塗布し、熱処理を行
う。さらに、この上に中間層４５としてシリコン酸化膜
等の無機膜、あるいはＳＯＧ（スピンオングラス）等の
無機高分子膜を０．２μｍ厚塗布し、さらに、この上に
上層レジスト膜４６として電子線レジストを０．５μｍ
厚塗布する（図３（ａ））。このレジスト膜上から電子
ビーム４７によるパターンの描画を行う（図３
（ｂ））。この露光されたレジスト膜４６を有機溶媒専
用現像液で現像を行い、レジストパターン４６Ｐを得る
（図３（ｃ））。次に、このレジストパターン４６Ｐを
マスクとして、中間層４５、および下層膜４４のドライ
エッチングを行い、さらに、このパターンをマスクとし
て基板のアルミ金属膜４３のドライエッチングを行い、
パターンの転写を行う（図３（ｄ））。以上のような多
層レジストプロセスを用いることによって、微細な配線
パターンを形成することができる。

【０００７】しかし、このような三層レジストプロセス
では、工程がより複雑となり、欠陥・ダストの発生も多
くなり、また、中間層と下層膜とのエッチングに対する
選択比が小さい場合、パターン転写時における寸法シフ
トが０．１μｍ以上大きくなる等の問題があり、実用的
であるとはいえない。さらに、このレジストパターンを
マスクとしてアルミ金属膜をドライエッチングする場
合、アルミ金属膜およびレジストパターンに側壁堆積物
が生じパターン転写が正確に行えないという欠点があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように三層レ
ジストプロセスは有効な方法であるが、複雑な工程、パ
ターン転写時のレジスト寸法の変動等の問題点がある。
電子ビームリソグラフィーの場合、入射電子はレジスト
内部で散乱を行い、さらに、基板に達した電子は後方散
乱を行い、再びレジスト中へ戻ってきてしまい、レジス
トを感光する。このような近接効果の影響によりパター
ン精度が大きく劣化するため、厚い下層膜を塗布し、後
方散乱電子を抑制する必要がある。また、これらの電子
線レジストは、現像液として有機溶媒を用いているの
で、レジストの感度変動や寸法変動も大きく、プロセス
余裕度も少なく、現像時に膨潤が起こり、レジストパタ
ーンを正確に形成することができず、また、環境汚染、
人体への有害性等の問題もある。

【０００９】また、ホトリソグラフィーの場合、アルカ
リ水溶液を現像液として用いているので、現像による膨
潤等は少ないが、レジストパターンは露光部と未露光部
とのアルカリ水溶液に対する溶解性のコントラストのみ
で決定づけられるので、ウエット現像において、十分な
コントラストが得られないレジストはパターンがテーパ
ー形状となり、微細な垂直形状のパターンを形成するこ
とができないという問題もある。さらに、アルミ金属膜
上にパターン形成を行う場合、基板からの露光光の反射
が非常に大きいため、レジストパターンが逆テーパーに
なったりすることによって、正確なパターン形成が困難
であるという問題がある。

【００１０】また、これらのレジストは耐熱性が低く、
また耐ドライエッチ性も十分でないので、アルミ金属膜
をドライエッチングする時、レジストと金属膜との選択
比が小さいため、パターンの寸法シフトが大きくなると
いう欠点がある。また、アルミ金属膜のドライエッチン
グは技術的に非常に困難であり、エッチング後の形状が
逆テーパーのパターンになりやすく、正確なパターン転
写を行うことが難しく、エッチング後のアルミ配線の腐
食の問題もある。さらに、三層レジストパターンをマス
クとしてアルミ金属膜をドライエッチングする場合、ア
ルミ金属膜およびレジストパターンの側壁に堆積物が生
じパターン転写が正確に行えないという欠点がある。

【００１１】また、配線パターンを形成する場合、下地
絶縁膜を堆積し、金属膜を堆積し、この上にレジストパ
ターンを形成して、さらにこのレジストパターンをマス
クとして金属膜をエッチングするという長い、複雑な工
程を経なければならず、コスト的にも非常に高いもので
ある。さらに、この配線パターンを形成した後、層間絶
縁膜として酸化膜等を堆積するが、この配線パターンが
高アスペクト比であるため、層間絶縁膜を正確に、平坦
に堆積することができず、ボイド等が発生し歩留り低下
の要因となっている。

【００１２】本発明者らは、これらの課題を解決するた
めに、微細な配線パターン形成が可能な配線パターン形
成材料、また、これらを用いた配線パターン形成方法を
完成した。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の配線パターン形
成材料は、高分子有機化合物と、有機金属錯体、または
金属塩とから成るものであって、還元液で膜表面を処理
することによって前記有機金属錯体、または金属塩を膜
表面に析出させ、熱処理することによって前記高分子有
機化合物が架橋反応を起こし、絶縁膜を形成することを
特徴とするものを提供するものである。そして、望まし
くは、高分子有機化合物と、有機金属錯体、または金属
塩の他に、架橋剤を含んで成ることを特徴とするもので
ある。さらに、望ましくは、高分子有機化合物がポリシ
ラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系高分子有
機化合物であることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の配線パターン形成方法は、
半導体基板上に、高分子有機化合物と、有機金属錯体、
または金属塩とから成る高分子有機膜を塗布し熱処理す
る工程と、前記高分子有機膜上に、レジストを塗布し熱
処理する工程と、前記レジスト膜上に紫外線や電子線等
の高エネルギービームを照射することによって所望のパ
ターンを露光する工程と、前記レジスト膜を現像してレ
ジストパターンを形成し前記高分子有機膜を選択的に露
出させる工程と、前記レジストパターン上に還元液を滴
下し、前記選択的に露出された高分子有機膜の表面に前
記高分子有機膜中に含まれる有機金属錯体、または金属
塩を析出させ、金属層を形成する工程と、前記レジスト
パターンを除去し、熱処理することによって前記高分子
有機膜中に含まれる高分子有機化合物を架橋・硬化さ
せ、絶縁膜を形成する工程とを備えて成ることを特徴と
する方法を提供するものである。そして、望ましくは、
前記高分子有機化合物と、有機金属錯体、または金属塩
の他に、架橋剤を含み、また、高分子有機化合物がポリ
シラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系高分子
有機化合物であり、また、この高分子有機化合物を架橋
・硬化させ、絶縁膜を形成する時の熱処理温度が２００
℃以上であることを特徴とする方法を提供するものであ
る。

【００１５】すなわち、高分子有機化合物と、有機金属
錯体、または金属塩とを混合させた高分子有機膜を用
い、この膜を還元液で表面処理することによって、膜表
面に有機金属錯体、金属塩を析出させ、金属層を形成す
ることができるので、容易に正確に微細な配線パターン
を形成することができる。特に、従来、多くの問題があ
った、困難な金属膜のドライエッチング技術を用いる必
要がなく、また、金属配線のエッチング後の腐食の問題
も全くない。さらに、リソグラフィ技術を用いてパター
ン形成を行う場合、基板からの反射や電子ビームの近接
効果の影響によるレジストパターン形状の劣化等の問題
がなく、また、ドライエッチングをする必要がないの
で、レジストの耐ドライエッチ性も必要とせず、レジス
ト膜厚は薄くすることができ、正確で微細なレジストパ
ターンを形成することができる。このレジストパターン
をマスクとして選択的に下層の高分子有機膜中の金属を
析出させ、金属層を形成するので、レジストパターンの
コントラストは全く問題とならず、また、レジストパタ
ーン寸法そのままが配線のパターン寸法になるので、ド
ライエッチング時におこるレジストパターンの大きな寸
法シフトもなく、正確で微細な高解像度の配線パターン
を形成することができる。

【００１６】また、この方法を用いることによって、金
属配線層と絶縁膜を同時に形成することができるので、
従来の配線パターンを形成する工程に比べて、非常に工
程を簡略化、短縮化することができ、コストを大幅に低
減することができる。さらに、従来の金属配線の段差が
全く生じないので、層間絶縁膜の断線もなく、歩留り向
上に大きく寄与することができる。

【００１７】

【作用】本発明は、前記した金属含有高分子有機膜、及
び、それらを用いたプロセスにより、容易に正確な高解
像度の微細配線パターンを形成することができる。特
に、従来の配線パターン形成時にドライエッチング技術
を使用する必要がなく、金属配線の腐食の問題もなく、
またレジストの耐ドライエッチ性やレジストパターン形
状等は全く問題にしない。さらに、従来のリソグラフィ
ー技術で問題になっている基板からの露光光の反射や、
電子ビームの近接効果の影響によるレジストパターン形
状の劣化等の問題がなく、レジストパターンは下地高分
子有機膜を選択的に還元するためのマスクにさえなって
いればよく、レジストパターン形状のコントラストは全
く必要とせず、また、レジスト膜厚を薄くすることがで
きるので正確に高解像度の微細なパターンを容易に形成
することができる。

【００１８】また、本発明を用いることによって、金属
配線層と絶縁膜を同時に形成することができるので、従
来の堆積とリソグラフィーとドライエッチングを繰り返
し行い、配線パターンを形成する長い工程に比べて、非
常に工程を簡略化、短縮化することができ、コストを大
幅に低減することができる。さらに、従来の高アスペク
ト比の金属配線の段差が全く生じないので、層間絶縁膜
の断線もなく、歩留り向上に大きく寄与することができ
る。また、高分子有機膜表面に金属を集め、金属層を形
成するので、高導電率の金属配線層を形成することがで
きる。従って、本発明を用いることによって、容易に、
欠陥の少ない、正確で高解像度な配線パターン形成に有
効に作用する。

【００１９】

【実施例】まず、本発明の概要を述べる。本発明は、高
分子有機化合物と、有機金属錯体、または金属塩とを混
合させた高分子有機膜を配線パターン形成材料として用
い、この膜を還元液で表面処理することによって、膜表
面に有機金属錯体、金属塩を析出させ、金属層を容易に
形成することによって、上記のような課題を解決しよう
というものである。特に、高分子有機化合物としてポリ
シラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系高分子
有機化合物を使用するものである。また、これらの高分
子有機化合物は２００℃以上の熱処理によって架橋反応
をおこし、硬化して絶縁膜を形成するか、または、その
ための架橋剤が高分子有機膜中に含有されていることが
望ましい。すなわち、ここで用いられるメインポリマー
としての高分子有機化合物は、（化１）のような構造の
ものである。

【００２０】

【化１】

【００２１】また、熱処理することによって架橋反応を
起こすための架橋剤は（化２）のような構造のものであ
る。

【００２２】

【化２】

【００２３】メインポリマーである高分子有機化合物は
熱処理することによって、これらの架橋剤と（化３）の
ような架橋反応を起こし、高分子量化し絶縁膜を形成す
る。

【００２４】

【化３】

【００２５】上記のような反応が進行して三次元架橋反
応が進む。すなわち、ポリシラン系、ポリシリコン系、
またはポリイミド系高分子有機化合物と、有機金属錯
体、または金属塩とを混合させた高分子有機膜の表面を
還元液で還元することによって、膜表面に金属層を形成
した後、熱処理することによって高分子有機化合物に架
橋反応をおこさせ、絶縁膜を形成する。

【００２６】この高分子有機化合物と、有機金属錯体、
または金属塩とを混合させた高分子有機膜を還元液で処
理することによって、高分子有機化合物と金属との相分
離をおこさせ、数１００ｎｍの膜表面に金属層を形成
し、これを金属配線パターンとして利用するものであ
る。さらに、この後、熱処理することによって、ポリシ
ラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系の高分子
有機化合物を架橋させ、絶縁膜として利用するものであ
る。従って、リソグラフィー技術によって形成したレジ
ストパターンのコントラスト、形状は問題にならず、レ
ジストの耐ドライエッチ性も必要としないので、微細な
パターンを容易に形成することができる。これらの金属
含有高分子有機化合物を配線材料として使用することに
よって、配線パターンを容易に形成することができ、さ
らに、同時に絶縁膜も形成することができ、ドライエッ
チング技術を使用する必要がないので、パターン転写時
のエッチングによる寸法シフトもなく、容易に正確に微
細配線パターンを形成することができる。

【００２７】（実施例１）以下、本発明の一実施例の配
線パターン形成材料およびパターン形成方法について説
明する。

【００２８】（化４）で示されるようなシリコン系高分
子有機化合物１０ｇと、０．１ｇのＣｕＣｌ₂から成る
金属塩とをＮ，Ｎージメチルホルムアミド溶液に溶解
し、混合物を製造した。

【００２９】

【化４】

【００３０】この混合物を２５℃で６０分間ゆるやかに
撹拌し、不溶物をろ別し、均一な溶液にした。この溶液
を半導体シリコン基板上に滴下し、２０００ｒｐｍで１
分間スピンコートを行った。この基板を８０℃、９０秒
間のベーキングを行い、１．０μｍ厚の高分子有機膜を
得ることができた。この高分子有機膜の表面にＮａＢＨ
₄からなる還元剤を滴化し、この状態を５０℃、１０分
間保ち続けた。この後、還元剤を除去すると、高分子有
機膜の表面にＣｕから成る金属層を２００ｎｍの厚さで
形成することができた。さらに、この高分子有機膜を３
００℃で熱処理することによって、ポリシリコン系高分
子有機化合物を熱架橋させ、絶縁膜を形成することがで
きた。

【００３１】以上のように、本実施例によれば、ポリシ
リコン系高分子有機化合物をメインポリマーとして用
い、金属塩を混合させ、還元液で表面処理することによ
って、容易に高分子有機化合物と金属塩との相分離をお
こさせ、金属層を形成することができ、同時にポリシリ
コン系高分子有機化合物を架橋させることによって、容
易に絶縁膜を形成することができる。

【００３２】また、高分子有機化合物としてポリシリコ
ン系以外に、ポリシラン系やポリイミド系のものでもよ
く、また、架橋剤を含ませて高分子有機化合物をより架
橋しやすいようにしてもよい。

【００３３】さらに、また、金属塩としてＣｕＣｌ₂以
外に、ＮｉＣｌ₂やＣｏＣｌ₂、Ｎｉ（ＣｌＯ₄）₂等を用
いてもよく、また、還元剤としてＮａＢＨ₄以外の還元
液を用いてもよい。

【００３４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例の
配線パターン形成方法について、図面を参照しながら説
明する。

【００３５】図１および図２は本発明の実施例における
配線パターン形成方法の工程断面図を示すものである。
半導体シリコン基板１１上に高分子有機膜１２として、
実施例１で得られた金属含有高分子有機膜を１．０μｍ
厚塗布し、７０℃、６０秒間のベーキングを行った（図
１（ａ））。この高分子有機膜上にレジスト膜１３とし
てＡＺマイクロポジット（シプレー社）を０．３μｍ厚
塗布し、７０℃、６０秒間のベーキングを行った。この
レジスト膜上から、２４８ｎｍの紫外線１４を用いて、
露光量３０ｍＪ／ｃｍ²でパターン露光を行った（図１
（ｂ））。

【００３６】このウエハを有機アルカリ水溶液を用いて
１分間の現像を行うことによって、０．３μｍラインア
ンドスペースの微細なレジストパターン１３ｐを形成す
ることができ、選択的に下層の金属含有高分子有機膜１
２を露出させることができた（図１（ｃ））。このレジ
ストパターン上からＮａＢＨ４から成る還元液１５を滴
下し、５０℃で１０分間保ち続けた（図１（ｄ））。こ
の後、還元剤を除去すると、高分子有機膜１２の表面に
Ｃｕから成る金属層１６を２００ｎｍの厚さで形成する
ことができ、０．３μｍ幅の微細な金属配線パターンを
形成することができた（図１（ｅ））。

【００３７】次に、レジストパターン１３ｐを除去し
（図１（ｆ））、さらに、この高分子有機膜１２を３０
０℃で熱処理することによって、ポリシリコン系高分子
有機化合物を熱架橋させ、絶縁膜１７を形成することが
できた（図１（ｇ））。

【００３８】以上のように、本実施例によれば、ポリシ
リコン系高分子有機化合物をメインポリマーとして用
い、金属塩を混合させ、レジストパターンをマスクとし
て還元液で膜表面の処理をすることによって、容易に高
分子有機化合物と金属塩との相分離をおこさせ、金属層
を形成し金属配線パターンを形成することができる。さ
らに、同時にポリシリコン系高分子有機化合物を熱架橋
させることによって、容易に絶縁膜を形成することがで
きる。

【００３９】また、この時、高分子有機化合物としてポ
リシリコン系以外に、ポリシラン系やポリイミド系のも
のでもよく、また、架橋剤を含ませて高分子有機化合物
をより架橋しやすいようにしてもよい。

【００４０】以上、図面を用いて具体的な実施例を説明
したが、特許の内容はこれらに限定されたものではな
い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリシラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系の
高分子有機化合物と、有機金属錯体、または金属塩とを
混合させた高分子有機膜を還元液で表面処理することに
よって、膜表面に有機金属錯体、金属塩を析出させ、金
属層を容易に形成するものである。この還元処理の時
に、レジストパターンをマスクとして行うことによっ
て、容易に高解像度の微細な高導電性の金属配線パター
ンを形成することができる。さらに、その後の熱処理に
よって、高分子有機化合物を熱架橋・硬化させることに
よって、金属配線と同時に、容易に絶縁膜を形成するこ
とができる。特に、従来、多くの問題があった、困難な
金属膜のドライエッチング技術を用いる必要がなく、ま
た、金属配線のエッチング後の腐食の問題も全くない。
さらに、リソグラフィ技術を用いてパターン形成を行う
場合、基板からの反射や電子ビームの近接効果の影響に
よるレジストパターン形状の劣化等の問題がなく、ま
た、ドライエッチングをする必要がないので、レジスト
の耐ドライエッチ性も必要とせず、レジスト膜厚は薄く
することができ、正確で微細なレジストパターンを形成
することができる。このレジストパターンをマスクとし
て選択的に下層の高分子有機膜中の金属を析出させ、金
属層を形成するので、レジストパターンのコントラスト
は全く問題とならず、また、レジストパターン寸法その
ままが配線のパターン寸法になるので、ドライエッチン
グ時におこるレジストパターンの大きな寸法シフトもな
く、正確で微細な高解像度の配線パターンを形成するこ
とができる。

【００４２】また、本発明を用いることによって、金属
配線層と絶縁膜を同時に形成することができるので、従
来の堆積とリソグラフィーとドライエッチングを繰り返
し行い、配線パターンを形成する長い工程に比べて、非
常に工程を簡略化、短縮化することができ、コストを大
幅に低減することができる。さらに、従来の高アスペク
ト比の金属配線の段差が全く生じないので、層間絶縁膜
の断線もなく、歩留り向上に大きく寄与することができ
る。また、高分子有機膜表面に金属を集め、金属層を形
成するので、高導電率の金属配線層を形成することがで
きる。従って、本発明を用いることによって、容易に、
欠陥の少ない、正確で高解像度の配線パターンを形成す
ることができ、超高密度集積回路の製造に大きく寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における配線パターン形成方
法の工程断面図

【図２】従来のリソグラフィー、およびドライエッチン
グ技術を用いた場合の配線パターン形成方法の工程断面
図

【図３】従来の三層レジストプロセスを用いた場合の配
線パターン形成方法の工程断面図

【符号の説明】

１１半導体基板１２高分子有機膜１３レジスト膜１４紫外線１５還元液１６金属層１７絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０５Ｋ 1/09 Ａ 6921−4Ｅ 3/10 Ｚ 7511−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子有機化合物と、有機金属錯体、また
は金属塩とから成る配線パターン形成材料であって、還
元液で膜表面を処理することによって前記有機金属錯
体、または金属塩を膜表面に析出させ、熱処理すること
によって前記高分子有機化合物が架橋反応を起こし、絶
縁膜を形成することを特徴とする配線パターン形成材
料。
【請求項２】請求項１記載の高分子有機化合物と、有機
金属錯体、または金属塩の他に、架橋剤を含んで成る配
線パターン形成材料。
【請求項３】請求項１、２記載の高分子有機化合物がポ
リシラン系、ポリシリコン系、またはポリイミド系高分
子有機化合物である配線パターン形成材料。
【請求項４】半導体基板上に高分子有機化合物と、有機
金属錯体、または金属塩とから成る高分子有機膜を塗布
し熱処理する工程と、前記高分子有機膜上に、レジストを塗布し熱処理する工
程と、前記レジスト膜上に紫外線や電子線等の高エネルギービ
ームを照射することによって所望のパターンを露光する
工程と、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成し前
記高分子有機膜を選択的に露出させる工程と、前記レジストパターン上に還元液を滴下し、前記選択的
に露出された高分子有機膜の表面に前記高分子有機膜中
に含まれる有機金属錯体、または金属塩を析出させ、金
属層を形成する工程と、前記レジストパターンを除去し、熱処理することによっ
て前記高分子有機膜中に含まれる高分子有機化合物を架
橋・硬化させ、絶縁膜を形成する工程とを備えた配線パ
ターン形成方法。
【請求項５】請求項４記載の高分子有機化合物と、有機
金属錯体、または金属塩の他に、架橋剤を含み、また、
高分子有機化合物がポリシラン系、ポリシリコン系、ま
たはポリイミド系高分子有機化合物であり、また、高分
子有機化合物を架橋・硬化させ、絶縁膜を形成する時の
熱処理温度が２００℃以上であることを特徴とする配線
パターン形成方法。