JPS6026294B2 - フオトエツチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フオトェッチング方法に関する。

半導体装置の製作にあたっては、その性能向上にともな
って、フオトェッチングによる微細加工が強く要求され
ている。従来、半導体装置におけるフオトェッチングに
よる微細パターンの形成には、エッチング用マスクとし
てポジ形フオトレジスト膜が使用されている。

しかしながら、ポジ形フオトレジスト膜は、ネガ形に比
較して、その下地膜であるアルミニウム膜等の被エッチ
ング体との密着性が劣るため、サイドエッチングがネガ
形のものに比較して悪い欠点がある。また、ポジ形フオ
トレジストは、軟化点が低いため、１１０ｏｏ前後のポ
ストベーク温度で行なう必要がある（１４０午０以上の
熱処理は不可）ことと、その後の高温熱処理を行なうこ
とができない欠点がある。このように、ポジ形フオトレ
ジストは、下地膜との接着力が弱い状態でエッチングを
行なうものであるため、下地膜である被エッチング体の
不所望の領域がエッチング液に侵されサイドエッチング
が大となり、所要のパターンを解像力よくエッチングす
ることができないという問題がある。それゆえ、本発明
の目的は、上述する諸問題を解決し、ポジ形フオトレジ
ストの耐熱性を向上すると共に、下地との接着力を強化
し、もってサイドエッチング等の微細加工にともなく悪
影響をなくして微細パターンのフオトェツチングを行な
うことができる新規なフオトヱッチング方法を提供する
ことにある。

このような目的を達成するために本発明においては、シ
ラン系プラィャよりなるカップリング剤が添加されてい
るノポラツク樹脂とジアゾキノンナフタリンスルホニル
クロラィドとの縮合物の形態のポジ形フオトレジストを
被エッチング体たるアルミニウム膜に塗膜し、露光、現
像を行なう工程と、低温で第１のポストべ−クを行なっ
たのち、それより高温の１９０〜２４０℃の熱処理温度
で第２のポストベークを行なう工程と、前記フオトレジ
ストをマスクとして、その下地膜である被エッチング体
を選択エッチングする工程とからなることを特徴とする
フオトェッチング方法とするものである。

以下、本発明の一実施例である半導体装置におけるアル
ミニウム配線膜のフオトェッチング方法を工程順に図面
を参照しながら詳述する。

‘打 スターティングマテリアルとして、素子が形成さ
れた半導体ウェーハ１表面のフィールド絶縁膜２全面に
被エッチング体であるアルミニウム配線膜３が２り机形
成されているものを用意する（第１図）。

このアルミニウム配線膜３は、電子ビーム蒸着により２
００ｑｏ程度の温度で設けられたもので、通常の半導体
装置における配線膜として使用されているものである。
川 ついでこの被エッチング体であるアルミニウム配線
膜３全面にフオトェッチング用マスクとなるポジ形フオ
トレジスト膜４を１．８一肌程度の膜厚をもって塗布す
る（第２図）。

このポジ形フオトレジスト膜４は、接着強化剤であるカ
ップリング剤を添加したものを使用する。

たとえば、ポジ形フオトレジスト膜４としてのＯＦＰＲ
−２（商品名）にシラン系プラィヤである×１２−４１
２（商品名）を８％含有したものを使用する。‘ゥー
９ぴ○で３０分程度プリベークを行なったのち、露光、
現像を行なって「不要なフオトレジスト膜４を取り除く
（第３図）。

この工程は、周知のプロセスをもって行なうものである
。

〇） ポストべ−クとして、１５０ｏ○で３０分間程度
の熱処理を行ない、フオトレジスト膜４を硬化させる。

ついで、１９０〜２４０ｑｏの温度で第２のポストべ−
クを行ない、フオトレジスト膜４の下地膜であるアルミ
ニム配線膜３との接着を強化する処理を行なう。これは
３０分間程度行なえばよく、本発明の特長とするもので
、ポストベークとして、一気に１９０〜２３０ＣＯでべ
−キングするとフオトレジスト膜４が軟化してしまうが
、一度１５０℃程度の低温で第１のポストベークを行な
い、さらにそれよりも高温である１９０〜２４０ｑｏで
第２のポストべ−クを行なうことにより、下地との接着
強度を高めることができる。例 上記ポジ形フオトレジ
スト膜４をエッチング用マスクとして、リン酸系エッチ
ング液等のエッチヤントにより表面が露出するアルミニ
ウム配線膜３をエッチングし、微細パターンのアルミニ
ウム配線膜４を形成する（第４図）。

ついで、フオトレジスト膜４を剥離する。第５図は、本
発明にかかる上述したポストベーキング温度によるサイ
ドエッチ量（ポストベーク前の寸法Ｌからフオトレジス
ト膜４を剥離した後の配線寸法Ｌ′を差引し、たものの
半分の値）を示すものである。

同図において、パラメータＡは、ポジ形フオトレジスト
膜ＯＦＰＲ−２にカップリング剤×１２一４１２を８％
添加したものを示し、パラメータＢは、カップリング剤
×１２一４１２を全く添加していない通常のポジ形フオ
トレジスト膜ＯＦＰＲ−２のものを示す。同図に示すよ
うに、後者のものは、１８０午○程度以上のべーキング
により軟化してしまい使用できない耐熱性の悪いもので
、したがって下地との接着力の弱いものであるが、本発
明にかかるポジ形フオトレジスト膜（カップリング剤を
含有しているもの）は、耐熱性が改善されると共に下地
との接着力が強化され、特に１９０〜２４０００のポス
トベーキング温度では、サイドエッチング量が極小にな
り、微細パターンのエッチングができるものである。ま
た、第６図〜第７図に図示するポジ形フオトレジスト膜
の赤外線吸収スペクトル図にもとづき、本発明における
目的達成の理由を説明する。

同図において、パラメータＣ，Ｄは、本発明にかかる第
２のポストベーク処理の前後におけるものを示す。なお
、本発明にかかるポジ形フオトレジストは、ノボラック
樹脂とジアゾキノンナフタリンスルホニルクロラィドと
の縮合物の形態をとっており、光照射を行なうと次のよ
うに分解するものである。｛ａー 赤外線波長１総比枕
‐１の吸収が減っている。

これは、の の吸収で、フオトレジストの変化を証左してし、る。

これは、恐らくの形 になっているものと考えられ、フオトレジスト膜と下地
のアルミニウム配線膜との接着を強化する。

‘ｂー 赤外線波長４００〜１０００肌‐１の吸収が第
２のポストベーク後大幅に増大する。

これは、熱可塑性樹脂であるノポラックから熱硬化性樹
脂であるレゾールに変化しているからでポストベーキン
グ温度を高めることができる証左である。｛ｃー 赤外
線波長６００伽‐１の吸収がなくなる。これは、スルホ
ニルクロライドの一Ｃ−ＣＩ、Ｃ−Ｓがなくなることの
証左で、接着力の強化につながるものである。｛ｄ｝
赤外線波長２７００〜２９００伽‐１の吸収が大幅に減
っている。

これは、一ＯＨの吸収で、塑水性の−ＯＨが減っている
ことの証左で、フオトレジスト膜が疎水性となり、耐酸
性が増し、微細加工用エッチングマスクとして良好なも
のとなる。‘ｅ｝ カップリング剤をフオトレジスト膜
に添加しているため、これによる接着力の強化は、周知
の通りである。

以上、詳述したように、本発明にかかるフオトェッチン
グ方法は、被エッチング体に対して接着力を強化するカ
ップリング剤をポジ形フオトレジスに添加したものを使
用し、第２ポストベークを行なうことにより、耐熱性を
強化し、また下地との接着力を強いものにしたポジ形フ
オトレジスト膜をエッチング用マスクとしてフオトヱッ
チングを行なうものである。

そのため、サイドエッチング可及的４・ごな微細加工の
フオトェッチングができるものである。本発明は、被エ
ッチング体として種々の態様のものが適用でき、微細パ
ターンのものを製作できるフオトェッチング方法である
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の一実施例であるフオトェッ
チング方法を工程順に示す断面図、第５図〜第７図は、
本発明を説明するための図である。 １・・・・・・半導体ウェーハー、２・・・・・・フィ
ールド絶縁膜、３・・・・・・アルミニウム配線膜、４
・・・・・・ポジ形フオトレジスト膜。 菊！図 藷ｚ図 素三図 努４図 群ぅ図 黍５図 繁７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シラン系プライヤよりなるカツプリング剤が添加さ
   れているノボラツク樹脂とジアゾキノンナフタリンスル
   ホニルクロライドとの縮合物の形態のポジ形フオトレジ
   ストを被エツチング体たるアルミニウム膜に塗布し、露
   光、現像を行なう工程と、低温で第１のポストベークを
   行なつたのち、それより高温の１９０〜２４０℃の熱処
   理温度で第２のポストベークを行なう工程と、前記フオ
   トレジストをマスクとして、その下地膜である被エツチ
   ング体を選択エツチングする工程とからなることを特徴
   とするフオトエツチング方法。