JPS59107517A - パタ−ンの形成方法 - Google Patents
パタ−ンの形成方法Info
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- JPS59107517A JPS59107517A JP57217963A JP21796382A JPS59107517A JP S59107517 A JPS59107517 A JP S59107517A JP 57217963 A JP57217963 A JP 57217963A JP 21796382 A JP21796382 A JP 21796382A JP S59107517 A JPS59107517 A JP S59107517A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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】
本発明はパターンの形成方法にかかシ、とくに微細パタ
ーンの形成方法に関する。
ーンの形成方法に関する。
近年、半導体・集積回路装置の高集積化が進むにつれて
、微細パターンの形成方法が重要なものとなっ−Ｃきて
いる。特に最近の半導作句集積回路装置では、高密度化
のために多層配線構造が用いられているのが常でアシ、
その結果、必然的に半導体基板上には凹凸が生じ、中に
は２μｎ】にも及ぶ大きな段差となるものも少なくない
。このような大きな段差を有する半導体基板上に微細パ
ターンを形成する場合、段差部でのフォトレジストのス
テップカバーレージの悪さ、段差の上部及び下部でのパ
ターン寸法の変動等の多くの問題が生ずる。このような
問題を解決する１つの方法として、最近注目されている
のが多層レジスト技術である。
、微細パターンの形成方法が重要なものとなっ−Ｃきて
いる。特に最近の半導作句集積回路装置では、高密度化
のために多層配線構造が用いられているのが常でアシ、
その結果、必然的に半導体基板上には凹凸が生じ、中に
は２μｎ】にも及ぶ大きな段差となるものも少なくない
。このような大きな段差を有する半導体基板上に微細パ
ターンを形成する場合、段差部でのフォトレジストのス
テップカバーレージの悪さ、段差の上部及び下部でのパ
ターン寸法の変動等の多くの問題が生ずる。このような
問題を解決する１つの方法として、最近注目されている
のが多層レジスト技術である。
第１図ないし第３図は従来の多層レジスト技術の主要二
［根因である。この方法は、Ｊ ｏｕｒｎａｌ ｏｆＶ
ａｃｕｕｍ ８ｅｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
１９７９年１６巻６号Ｐ、１６６９ にあるように、初
めに界面に段差を有する半導体基板１０１上に１．５〜
２μｍ程度の膜厚の厚いフォトレジスト層１０２を塗布
するととによって、半導体基板１０１上の段差を平担化
する（第１図）。このフォトレジストｆｆ１１０２とし
ては主にＰＭＭＡ（ポリ・メチル・メタクリレート）、
ＰＧＭＡ（ポリ・グリシジルφメタクリレート）等が用
いられる。次に、フォトレジスト層１０２の上ｉに０．
５μｍ程度の膜厚の薄いフォトレジスト層１０３を塗布
して、露光・現像し、パターンを形成する（第２図）。
［根因である。この方法は、Ｊ ｏｕｒｎａｌ ｏｆＶ
ａｃｕｕｍ ８ｅｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
１９７９年１６巻６号Ｐ、１６６９ にあるように、初
めに界面に段差を有する半導体基板１０１上に１．５〜
２μｍ程度の膜厚の厚いフォトレジスト層１０２を塗布
するととによって、半導体基板１０１上の段差を平担化
する（第１図）。このフォトレジストｆｆ１１０２とし
ては主にＰＭＭＡ（ポリ・メチル・メタクリレート）、
ＰＧＭＡ（ポリ・グリシジルφメタクリレート）等が用
いられる。次に、フォトレジスト層１０２の上ｉに０．
５μｍ程度の膜厚の薄いフォトレジスト層１０３を塗布
して、露光・現像し、パターンを形成する（第２図）。
フォトレジスト層１０３としては、例えば、シラプレー
社製ＡＺ１３５ｏ、ハント社製ＨＰ几２０４等が用いら
れる。次にフォトレジスト層１０３をマスクとして、Ｄ
ｅｅｐＵＶ光（波長２００〜２５０ｎｍ）を全面に照射
後、現像し、フォトレジスト層１０２のパターンを形成
して、工程を終了する。現像液として、例えば、クロロ
ベンゼンを用いた場合には第３図に示すように、フォト
レジスト層１０３がそのまま残ｆｉ、ＭＩＢＫ（メチル
・イソブチ〜・ケトン）を用いた場合には第４図に示す
ように、フォトレジスト層１０３は除去される。
社製ＡＺ１３５ｏ、ハント社製ＨＰ几２０４等が用いら
れる。次にフォトレジスト層１０３をマスクとして、Ｄ
ｅｅｐＵＶ光（波長２００〜２５０ｎｍ）を全面に照射
後、現像し、フォトレジスト層１０２のパターンを形成
して、工程を終了する。現像液として、例えば、クロロ
ベンゼンを用いた場合には第３図に示すように、フォト
レジスト層１０３がそのまま残ｆｉ、ＭＩＢＫ（メチル
・イソブチ〜・ケトン）を用いた場合には第４図に示す
ように、フォトレジスト層１０３は除去される。
この方法によれば、半導体基板１０１表面の段差が、膜
厚の厚いフォトレジスト層１０２によって平担化される
ので、段差の上部及び下ｍ５においてフォトレジスト層
１０３の膜厚の変化が全くなく、その結果、両者の間に
最適露光量の差が生じないために、パターン寸法の変化
がない。更にステップカバレージが良いために、フォト
レジスト層１０３の膜厚を薄くすることが可能となシ、
高解像度が期待できる。
厚の厚いフォトレジスト層１０２によって平担化される
ので、段差の上部及び下ｍ５においてフォトレジスト層
１０３の膜厚の変化が全くなく、その結果、両者の間に
最適露光量の差が生じないために、パターン寸法の変化
がない。更にステップカバレージが良いために、フォト
レジスト層１０３の膜厚を薄くすることが可能となシ、
高解像度が期待できる。
シカシながら、この方法によれば、フォトレジスト層１
０２のパターンを形成する方法が、湿式現像法であるた
めに、現像過程において、縦方向のみならず、横方向へ
の現像も同時に進行する。
０２のパターンを形成する方法が、湿式現像法であるた
めに、現像過程において、縦方向のみならず、横方向へ
の現像も同時に進行する。
その結果、フォトレジスト層１０２のパターンは、フォ
トレジスト４１０３のパターン寸法よυも小さくなシ、
アンダーカットが生じ、加工精度が悪化する。
トレジスト４１０３のパターン寸法よυも小さくなシ、
アンダーカットが生じ、加工精度が悪化する。
特に微細なパターンを形成する場合には、このアンダー
カットのために、フォトレジスト層１０２のパターン寸
法は、ますます小さくなり、最悪の場合パターンが消滅
する。従って、このようなアンダーカットの生ずる従来
の方法では、微細パターンを形成することは不可能であ
る。
カットのために、フォトレジスト層１０２のパターン寸
法は、ますます小さくなり、最悪の場合パターンが消滅
する。従って、このようなアンダーカットの生ずる従来
の方法では、微細パターンを形成することは不可能であ
る。
本発明の目的は、上記した、アンダーカッ町を防止する
ことによって、高解像度のパターン形成方法を提供する
ことにある。
ことによって、高解像度のパターン形成方法を提供する
ことにある。
本発明は、表面に段差を有する半導体基板上に７オトレ
ジストパターンを形成する方法において、該段差を平担
化する第１の塗膜を該半導体基板上に形成する工程と、
所望のパターンを形成するだめの第２の塗膜を該第１の
塗膜上に形成する工程と、該第２の塗膜に所望のパター
ンを形成した後に、紫外光を照射する工程と、該第２の
塗膜をマスクとして、反応性イオン・エツチング、もし
くは、反応性スパッタ・エツチングにより、第１の塗膜
を加工する工程とを含むことを特徴とする。
ジストパターンを形成する方法において、該段差を平担
化する第１の塗膜を該半導体基板上に形成する工程と、
所望のパターンを形成するだめの第２の塗膜を該第１の
塗膜上に形成する工程と、該第２の塗膜に所望のパター
ンを形成した後に、紫外光を照射する工程と、該第２の
塗膜をマスクとして、反応性イオン・エツチング、もし
くは、反応性スパッタ・エツチングにより、第１の塗膜
を加工する工程とを含むことを特徴とする。
本発明は、所望のパターンを有する上層の第２の塗膜を
マスクとして、紫外光を照射すると、照射された領域の
下層の第１の塗膜の膜厚のみが減少するという第１の性
質と、反応性イオン・エツチングもしくは反応性スパッ
タ・エツチングは異方性が強く、横方向へのエツチング
が進行しないという第２の性質とに基く。本発明によれ
ば、下層の第１の塗膜を第２の性質を有する反応性イオ
ン・エツチングもしくは反応性スパッターエツチングで
加工することによってアンダーカットを防止し、更に、
この工程において最も問題となる上層と下層の塗膜との
間のエラチン“グ速度比、いわゆる選択比を、第１の性
質を利用して実質的に向上することによって、上記した
エツチングが容易となり、微細パターンの形成が実現で
きる。
マスクとして、紫外光を照射すると、照射された領域の
下層の第１の塗膜の膜厚のみが減少するという第１の性
質と、反応性イオン・エツチングもしくは反応性スパッ
タ・エツチングは異方性が強く、横方向へのエツチング
が進行しないという第２の性質とに基く。本発明によれ
ば、下層の第１の塗膜を第２の性質を有する反応性イオ
ン・エツチングもしくは反応性スパッターエツチングで
加工することによってアンダーカットを防止し、更に、
この工程において最も問題となる上層と下層の塗膜との
間のエラチン“グ速度比、いわゆる選択比を、第１の性
質を利用して実質的に向上することによって、上記した
エツチングが容易となり、微細パターンの形成が実現で
きる。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明る。第５図ない
し第８図は、本発明の一実施例における主要一工程図で
ある。第９図、第１０図はそれぞれ、紫外光熱ｉｎに対
するＰＧＭＡＯ膜厚減少特性、酸素中のｃｃ．４＠度に
対するＡＺ１３５０ とＰ ＧＭＡとのエツチング速度
特性である。
し第８図は、本発明の一実施例における主要一工程図で
ある。第９図、第１０図はそれぞれ、紫外光熱ｉｎに対
するＰＧＭＡＯ膜厚減少特性、酸素中のｃｃ．４＠度に
対するＡＺ１３５０ とＰ ＧＭＡとのエツチング速度
特性である。
初めに第５図に示すように、段差を有する半導体基板２
０１上に膜厚的１．５μｍの厚いフォトレジスト層２０
２を形成して平担化し、更にその上面に膜厚的０．５μ
ｍの薄いフォトレジスト層２０３を形成する。フォトレ
ジスト層２０２，２０３としては例えば東京応化膜０Ｅ
ＢＲ−１０００（ＰＧＭＡ ）、シラプレー社製ＡＺ１
３５０ をそれぞれ用いる。フォトレジスト層２０３は
表面が平担なフォトレジスト層２０２の上面に形成され
るので、半導体基板２０１の段差部におけるステップカ
バレージは全く問題がなく、段差の上部と下部との間で
膜厚の変動がない。従って、パターン寸法の制御性が良
く、薄膜化による高解像度化が可能となる。その後第６
図に示すように、例えば、電子ビーム、光等で露光後、
現像し、フォトレジストパターン２０４を形成する。
０１上に膜厚的１．５μｍの厚いフォトレジスト層２０
２を形成して平担化し、更にその上面に膜厚的０．５μ
ｍの薄いフォトレジスト層２０３を形成する。フォトレ
ジスト層２０２，２０３としては例えば東京応化膜０Ｅ
ＢＲ−１０００（ＰＧＭＡ ）、シラプレー社製ＡＺ１
３５０ をそれぞれ用いる。フォトレジスト層２０３は
表面が平担なフォトレジスト層２０２の上面に形成され
るので、半導体基板２０１の段差部におけるステップカ
バレージは全く問題がなく、段差の上部と下部との間で
膜厚の変動がない。従って、パターン寸法の制御性が良
く、薄膜化による高解像度化が可能となる。その後第６
図に示すように、例えば、電子ビーム、光等で露光後、
現像し、フォトレジストパターン２０４を形成する。
次に、フォトレジストパターン２０４をマスクとして、
全面に紫外光を照射する。この紫外光としては、上層の
７オトレジストパターン２０４に対して非透過性を有し
、且つ、下層のフォトレジス）２０２を感光する領域の
波長を、本実施例では２４０ｎｍ以下を用いる。ここで
下層の７オトレジスト２０２であるＰ ＧＭＡは第９図
に示すように、紫外光を照射すると、照射された領域の
膜厚のみが減少する。膜厚の減少量は紫外光照射量が増
大するにつれて多くなるが、実用的な照射時間の点から
、例えばＩＯＪ／ｄを用いる。その結果、第７図に示す
ように、上層の７オトレジストパターン２０４で被覆さ
れていない領域の下層のフォトレジスト２０５，２０６
の膜厚が約２３００Ｘ減少する。次に、上層のフォトレ
ジストパターン２０４をマスクとして、下層のフォトレ
ジスト２０５゜２０６を反応性イオンｅエツチングもし
くは反応性スパッタ・エツチングによって、第８図に示
すようにエツチングし、フォトレジストパターン２０７
を得る。このエツチングにおいて第１の重要な点は、上
層のフォトレジストパターン２０４と下層のフォトレジ
スト２０５，２０６との間のエツチングの選択比である
が、上記した紫外光照射によって、下層の７オトレジス
）２０５，２０６の膜厚が約２３００Ｘ減少しているた
め、これをエラチン、／Ｃ＆ グ除去するのに要する時間はその分だけ短時間で良い。
全面に紫外光を照射する。この紫外光としては、上層の
７オトレジストパターン２０４に対して非透過性を有し
、且つ、下層のフォトレジス）２０２を感光する領域の
波長を、本実施例では２４０ｎｍ以下を用いる。ここで
下層の７オトレジスト２０２であるＰ ＧＭＡは第９図
に示すように、紫外光を照射すると、照射された領域の
膜厚のみが減少する。膜厚の減少量は紫外光照射量が増
大するにつれて多くなるが、実用的な照射時間の点から
、例えばＩＯＪ／ｄを用いる。その結果、第７図に示す
ように、上層の７オトレジストパターン２０４で被覆さ
れていない領域の下層のフォトレジスト２０５，２０６
の膜厚が約２３００Ｘ減少する。次に、上層のフォトレ
ジストパターン２０４をマスクとして、下層のフォトレ
ジスト２０５゜２０６を反応性イオンｅエツチングもし
くは反応性スパッタ・エツチングによって、第８図に示
すようにエツチングし、フォトレジストパターン２０７
を得る。このエツチングにおいて第１の重要な点は、上
層のフォトレジストパターン２０４と下層のフォトレジ
スト２０５，２０６との間のエツチングの選択比である
が、上記した紫外光照射によって、下層の７オトレジス
）２０５，２０６の膜厚が約２３００Ｘ減少しているた
め、これをエラチン、／Ｃ＆ グ除去するのに要する時間はその分だけ短時間で良い。
従って、このエツチング中に生ずる上層の７オトレジス
トパターン２０４の膜厚の減少も少なくなり、更に、こ
の照射によってレジストのエツチング速度も増加するの
で実質的にエツチングの選択比が向上し、反応性イオン
・エツチングもしくは反応性スパッタ・エツチングが容
易となる。
トパターン２０４の膜厚の減少も少なくなり、更に、こ
の照射によってレジストのエツチング速度も増加するの
で実質的にエツチングの選択比が向上し、反応性イオン
・エツチングもしくは反応性スパッタ・エツチングが容
易となる。
エツチングガスとしては酸素とＣＣｔ４との混合ガスを
用い、その混合割合は第１０図に示すように、最も選択
比が良い、ＣＣｔ４濃度８０％を使用する。
用い、その混合割合は第１０図に示すように、最も選択
比が良い、ＣＣｔ４濃度８０％を使用する。
この時のエツチング速度は、上層のフォトレジストパタ
ーン２０４であるＡＺ１３５０ が約７０Ｘ／分、下層
のフォトレジストであるＰＧＭＡが６００１／分でアシ
、エツチングの選択比は１：８．６である。
ーン２０４であるＡＺ１３５０ が約７０Ｘ／分、下層
のフォトレジストであるＰＧＭＡが６００１／分でアシ
、エツチングの選択比は１：８．６である。
第２の重要な点は、反応性イオン・エツチングもしくは
反応性スパッタ・エツチングは異方性の強いエツチング
でアシ、横方向へのエツチングが進行しないということ
である。そのため、このエツチングによって形成された
第８図の、下層の７オトレジストパターン２０７の寸法
はマスクである上層のフォトレジストパターン２０４の
寸法と全く同一であり、アンダーカットがないので微細
パターンの形成が可能である。
反応性スパッタ・エツチングは異方性の強いエツチング
でアシ、横方向へのエツチングが進行しないということ
である。そのため、このエツチングによって形成された
第８図の、下層の７オトレジストパターン２０７の寸法
はマスクである上層のフォトレジストパターン２０４の
寸法と全く同一であり、アンダーカットがないので微細
パターンの形成が可能である。
上述したように、この発明によれば、下層の第１の塗膜
を、異方性の強い反応性イオン・エツチングもしくは反
応性スパッタ・エツチングで加工することによってアン
ダーカットを防止し、更に、この加工工程に先立って、
第２の塗膜をマスクとして紫外光を第１の塗膜に照射し
てエツチングのマスクとなる暮２の塗膜との間の選択比
を実質的に向上させることによって、このエツチングが
容易となシ、微細パターンの形成が実現できる。
を、異方性の強い反応性イオン・エツチングもしくは反
応性スパッタ・エツチングで加工することによってアン
ダーカットを防止し、更に、この加工工程に先立って、
第２の塗膜をマスクとして紫外光を第１の塗膜に照射し
てエツチングのマスクとなる暮２の塗膜との間の選択比
を実質的に向上させることによって、このエツチングが
容易となシ、微細パターンの形成が実現できる。
第１図ないし第４図は従来技術の主要工程図であシ、第
５図ないし第８図は本発明の一実施例における主要工程
図である。第９図は紫外光照射量に対するＰＧＭＡの膜
厚減少特性であシ、第１０図は酸素中のＣＣｔ ４濃度
に対するＡＺ１３５０とＰＧＭＡとのエツチング速度特
性である。 岡、図において、１０１・・・・・・半導体基板、１０
２・・・・・・フォトレジスト層、１０３・・・・・・
フォトレジスト層、２０１・・・・・・半導体基板、２
０２・・・・・・フォトレジストＭｉ、２０３・・・・
・・フォトレジスト層、２０４・・・・・・フォトレジ
ストパターン、２ｏ５・・・・・・フォトレジスト層、
２０６・・・・・・フォトレジスト層、２ｏ７・・・・
・・フォトレジストパターンである。
５図ないし第８図は本発明の一実施例における主要工程
図である。第９図は紫外光照射量に対するＰＧＭＡの膜
厚減少特性であシ、第１０図は酸素中のＣＣｔ ４濃度
に対するＡＺ１３５０とＰＧＭＡとのエツチング速度特
性である。 岡、図において、１０１・・・・・・半導体基板、１０
２・・・・・・フォトレジスト層、１０３・・・・・・
フォトレジスト層、２０１・・・・・・半導体基板、２
０２・・・・・・フォトレジストＭｉ、２０３・・・・
・・フォトレジスト層、２０４・・・・・・フォトレジ
ストパターン、２ｏ５・・・・・・フォトレジスト層、
２０６・・・・・・フォトレジスト層、２ｏ７・・・・
・・フォトレジストパターンである。
Claims (1)
- 表面に段差を不する半導体基板上にフォトレジストパタ
ーンを形成する方法において、該段葺を平担化する第１
のに′、腹を該半導体基板上に形成する工程と、所望の
パターンを形成するだめの第２の塗膜を該第１の塗膜上
に形成する工程と、該第２の塗膜に所望のパターンを形
成した後に、紫外光を前身Ｊするコニ程と、し第２のＰ
ｉｉ Ｍｋをマスクとして、反応性イオン・エツチング
もしくは、反応性スパッタ・エツチングにより、軌１の
ＭＢＳ４を加工する工程とを含むことを稍徴とするパタ
ーンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57217963A JPS59107517A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57217963A JPS59107517A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | パタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107517A true JPS59107517A (ja) | 1984-06-21 |
Family
ID=16712465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57217963A Pending JPS59107517A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031145A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-07 | Kuraray Co Ltd | 感光性樹脂組成物、それを用いたパターンおよびパターン作製法 |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57217963A patent/JPS59107517A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031145A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-07 | Kuraray Co Ltd | 感光性樹脂組成物、それを用いたパターンおよびパターン作製法 |
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