JPS6052026A - 微細パタ−ンの形成方法 - Google Patents
微細パタ−ンの形成方法Info
- Publication number
- JPS6052026A JPS6052026A JP58159560A JP15956083A JPS6052026A JP S6052026 A JPS6052026 A JP S6052026A JP 58159560 A JP58159560 A JP 58159560A JP 15956083 A JP15956083 A JP 15956083A JP S6052026 A JPS6052026 A JP S6052026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- etching
- polymer layer
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (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】
(a> 発明の技術分野
本発明は顕著な段差を伴う基板上への微細パターンの形
成方法に関する。 − (b)技術の背景 IC,LSIなど半導体素子の集積度は益々大きくなり
、そわと共に半導体素子は小型化され、従って電極パタ
ーン幅、導体パターン幅も微少化すると共に多層配#構
成をとるため基板の凹凸が増加し半導体素子形成は高度
な技術を必要としている。
成方法に関する。 − (b)技術の背景 IC,LSIなど半導体素子の集積度は益々大きくなり
、そわと共に半導体素子は小型化され、従って電極パタ
ーン幅、導体パターン幅も微少化すると共に多層配#構
成をとるため基板の凹凸が増加し半導体素子形成は高度
な技術を必要としている。
本発明は顕著な段差を伴う基板−Fへ微細パターンを形
成する方法の改良に関するものである。
成する方法の改良に関するものである。
(cl 従来技術上問題点
基板上に導体或は絶縁物からなる微細パターンを形成す
る方法として薄膜形成技術と写真蝕刻技術(ホトリソグ
ラフィ)(+−が用いられている。
る方法として薄膜形成技術と写真蝕刻技術(ホトリソグ
ラフィ)(+−が用いられている。
すなわち真空蒸着、スパッタリングなどにより金属材料
、非金属材料、絶縁材料などからなる薄膜を形成し、こ
の上にホトレジストを被覆しこれにマスクパターンを投
影露光するか密着露光するかしてホトレジストを選択的
に感光せしめ現像液に対して爵解変の差異を生じさせる
。
、非金属材料、絶縁材料などからなる薄膜を形成し、こ
の上にホトレジストを被覆しこれにマスクパターンを投
影露光するか密着露光するかしてホトレジストを選択的
に感光せしめ現像液に対して爵解変の差異を生じさせる
。
こ\でホトレジストには光照射部が現1i1&Nに対し
て可溶となるポジタイプと不溶となるネガクイプとがあ
る0 次に現像処理により部分的に窓あけされた部分に化学エ
ツチング或はドライエツチングを施すことにより基鈑上
の薄膜がエツチングされ、その後マスクして用いたホト
レジストを溶解除去することにより薄膜よりなる微細パ
ターンが形成されるO第1図は凹凸のある基板lの上に
導体パターン2を形成する場合の実施例で、この場合の
基板1はシリコン(Sl)ウェハ上に多層構造をとって
形成された基板面を示している0 すなわち導体としては多結晶シリコン(以後ボ1181
)、アルミニウム(以後AA)などが、また絶縁層とし
ては2酸化硅素(以後Sinりなどの材料が用いられ、
絶縁層を拒て\多層配線が行われること\導体抵抗を減
らすためにポリ81層の厚さとして0.4〜0.5〔μ
m〕がとられていることから、これらの導体パターンが
交叉する位置では顕著な段差をもつ凹凸を生じている。
て可溶となるポジタイプと不溶となるネガクイプとがあ
る0 次に現像処理により部分的に窓あけされた部分に化学エ
ツチング或はドライエツチングを施すことにより基鈑上
の薄膜がエツチングされ、その後マスクして用いたホト
レジストを溶解除去することにより薄膜よりなる微細パ
ターンが形成されるO第1図は凹凸のある基板lの上に
導体パターン2を形成する場合の実施例で、この場合の
基板1はシリコン(Sl)ウェハ上に多層構造をとって
形成された基板面を示している0 すなわち導体としては多結晶シリコン(以後ボ1181
)、アルミニウム(以後AA)などが、また絶縁層とし
ては2酸化硅素(以後Sinりなどの材料が用いられ、
絶縁層を拒て\多層配線が行われること\導体抵抗を減
らすためにポリ81層の厚さとして0.4〜0.5〔μ
m〕がとられていることから、これらの導体パターンが
交叉する位置では顕著な段差をもつ凹凸を生じている。
第1図はこのよろな凹凸のある基板1の上にポリSi或
はAZよりなる導体パターン2を形成する場合で囚は断
面図また(B)はパターン形成後の導体パターン2の平
面図である。こ\で従来のよろにf−KWj3の上にホ
トレジスト層(この場合ポジタイプとする)4をスピン
コード法により形成し、同図(4)で示すような段差の
ある部分に直ダして同図(B)に示すような細線パター
ンを形成する場合、露光により感光するホトレジスト層
4の厚さは基@1の突出部5と平坦部6では顕著に異る
ために導体パターン2にくびわ7を生じてしまう。
はAZよりなる導体パターン2を形成する場合で囚は断
面図また(B)はパターン形成後の導体パターン2の平
面図である。こ\で従来のよろにf−KWj3の上にホ
トレジスト層(この場合ポジタイプとする)4をスピン
コード法により形成し、同図(4)で示すような段差の
ある部分に直ダして同図(B)に示すような細線パター
ンを形成する場合、露光により感光するホトレジスト層
4の厚さは基@1の突出部5と平坦部6では顕著に異る
ために導体パターン2にくびわ7を生じてしまう。
すなわち本実施例の櫂1合はポジレジストであるから露
光部が分解して現像液に対し易溶性となるト がこの露光処理は現像残りが起きないようレジ犬2膜厚
の厚い平坦部6を基準として露光部が充分に感光される
条件で行われる。
光部が分解して現像液に対し易溶性となるト がこの露光処理は現像残りが起きないようレジ犬2膜厚
の厚い平坦部6を基準として露光部が充分に感光される
条件で行われる。
然しこの条件は基板の突出部5のホトレジスト層4にお
いては感光過度であり、基板面からの反射などによりマ
スク部までも部分的に感光するため導体パターン2にく
びれ7を生ずるこさになる。
いては感光過度であり、基板面からの反射などによりマ
スク部までも部分的に感光するため導体パターン2にく
びれ7を生ずるこさになる。
このくびれ7の形成は従来のようにパターン幅が3〔μ
m〕程度の導体パターンに対しては影響は少いがパター
ン幅が1〔μm〕となる今後の微細パターンに対しては
影響が大きい0 さてか\る顕著な段差を伴う基板面への微細パターンの
形成法きしては3層構造をとるドライエツチング法が提
案されている0 第2図(A)〜(ト)はこれによるパターン形成方法を
示すもので、基板lの上に導体層3をスパッタ法などで
形成した後ポリマー層8を厚めに形成して基板の段差に
よる凹凸を無くする同図(A)。
m〕程度の導体パターンに対しては影響は少いがパター
ン幅が1〔μm〕となる今後の微細パターンに対しては
影響が大きい0 さてか\る顕著な段差を伴う基板面への微細パターンの
形成法きしては3層構造をとるドライエツチング法が提
案されている0 第2図(A)〜(ト)はこれによるパターン形成方法を
示すもので、基板lの上に導体層3をスパッタ法などで
形成した後ポリマー層8を厚めに形成して基板の段差に
よる凹凸を無くする同図(A)。
こ\でポリマーは基mtの凹凸を無くするもので感光性
をもつことは必要条件ではなく透明な高分子であれば何
れでもよい0この理由は基板1とのマスク合わせの点で
有利なためである0本実施例においてはポリマー層8の
塗布厚として2.5〜3〔μm)をとったが、これによ
り基板面の凹凸による段差が0.5〜1(μm〕存在し
ていてもポリマー層8の表面は平坦化する同図(A)。
をもつことは必要条件ではなく透明な高分子であれば何
れでもよい0この理由は基板1とのマスク合わせの点で
有利なためである0本実施例においてはポリマー層8の
塗布厚として2.5〜3〔μm)をとったが、これによ
り基板面の凹凸による段差が0.5〜1(μm〕存在し
ていてもポリマー層8の表面は平坦化する同図(A)。
次にこの上にスパッタ処理などにより中間層9を約t
o o o〔にの厚さに形成する同図(Bl。
o o o〔にの厚さに形成する同図(Bl。
この中間層9はアッシング(灰化)処理を行う際のマス
クとして作用するもので、この必要条件は反射率の少い
材料からなることおよびマスク合わせを容易にするため
薄く形成することが好ましET)Q すなわち基板1の表面を目視し得る状態でマスクの位置
合わせを行うには導体層3よりも反射率の少い材料で形
成する必要があり、また後で行うアッシング処理に際し
て耐蝕性のあるものでなければならない。この条件を満
す材料さして導体層3がポリStからなる場合には51
02が、またAiからなる場合には81或は5insが
中間層9の使用材料として適当である。
クとして作用するもので、この必要条件は反射率の少い
材料からなることおよびマスク合わせを容易にするため
薄く形成することが好ましET)Q すなわち基板1の表面を目視し得る状態でマスクの位置
合わせを行うには導体層3よりも反射率の少い材料で形
成する必要があり、また後で行うアッシング処理に際し
て耐蝕性のあるものでなければならない。この条件を満
す材料さして導体層3がポリStからなる場合には51
02が、またAiからなる場合には81或は5insが
中間層9の使用材料として適当である。
次にこの上にホトレジスト層10からなるマスクを形成
し同図(Cl、 リアクティブイオンエツチングなどの
異方性ドライエツチングを施すことにより、中間11j
9をエツチングし同図01更にポリマー層8と導体層3
.!−を選択的にエツチングして微細パターンが形成さ
れる同図■)。このように3層庫造をとるドライエツチ
ング法をとる場合は垂直方向にエツチングが進行する異
方性エツチングを使用するため導体パターンのくびれな
どの発生はないが、ポリマー層8が厚いためエツチング
に時間を要し、またサイドエツチングが起り易い0(d
) 発明の目的 本発明の目的は顕著な段差をもつ基板上に微細パターン
を形成する場合にパターンにサイドエツチングを生ぜず
またエツチング速度の大きなパターン形成法を提供する
ことを目的とする。
し同図(Cl、 リアクティブイオンエツチングなどの
異方性ドライエツチングを施すことにより、中間11j
9をエツチングし同図01更にポリマー層8と導体層3
.!−を選択的にエツチングして微細パターンが形成さ
れる同図■)。このように3層庫造をとるドライエツチ
ング法をとる場合は垂直方向にエツチングが進行する異
方性エツチングを使用するため導体パターンのくびれな
どの発生はないが、ポリマー層8が厚いためエツチング
に時間を要し、またサイドエツチングが起り易い0(d
) 発明の目的 本発明の目的は顕著な段差をもつ基板上に微細パターン
を形成する場合にパターンにサイドエツチングを生ぜず
またエツチング速度の大きなパターン形成法を提供する
ことを目的とする。
(e) 発明の構成
本発明の目的は、表面に段差を伴う基板上に薄膜よりな
る微細パターンを形成する際薄膜を被覆した基板上に段
差を平坦化するポリマー層、該ポリマー層よりも耐アツ
シング性が優れ且つ基板面を透視可能な中間層、レジス
ト層と11m次形成し、レジスト層および中間層を選択
エツチングして微細パターン形成部を除き窓開を行った
後基板全面に短波長の紫外線を照射し次にリアクティブ
イオンエツチングを行い、該窓開は部を薄膜部までエツ
チングして薄膜パターンを形成する方法をとることによ
り達成することができる〇 本発明はポリマー層8の材料として短波長の紫外線照射
により変質してアッシング速度(灰化速度)の高くなる
ものを用い、第2図0)で示した中間層9のエツチング
後に基板全面に紫外線照射を行い、その後従来と同様に
リアクティブイオンエツチングを行うことによりエツチ
ング速度が犬で月つ精度の高いパターン形成を行うもの
である。
る微細パターンを形成する際薄膜を被覆した基板上に段
差を平坦化するポリマー層、該ポリマー層よりも耐アツ
シング性が優れ且つ基板面を透視可能な中間層、レジス
ト層と11m次形成し、レジスト層および中間層を選択
エツチングして微細パターン形成部を除き窓開を行った
後基板全面に短波長の紫外線を照射し次にリアクティブ
イオンエツチングを行い、該窓開は部を薄膜部までエツ
チングして薄膜パターンを形成する方法をとることによ
り達成することができる〇 本発明はポリマー層8の材料として短波長の紫外線照射
により変質してアッシング速度(灰化速度)の高くなる
ものを用い、第2図0)で示した中間層9のエツチング
後に基板全面に紫外線照射を行い、その後従来と同様に
リアクティブイオンエツチングを行うことによりエツチ
ング速度が犬で月つ精度の高いパターン形成を行うもの
である。
発明者は通常のポジレジストは勿論ポリイミドなどのポ
リマー層についても紫外線特に短波長の紫外線(Dee
p Ultra Violet Ray波長220〜3
00(nm))を照射するとりアクティブイオンエツチ
ング法によるアッシング速度が顕著に増加することを見
出した。
リマー層についても紫外線特に短波長の紫外線(Dee
p Ultra Violet Ray波長220〜3
00(nm))を照射するとりアクティブイオンエツチ
ング法によるアッシング速度が顕著に増加することを見
出した。
すなわちポジレジストの場合と同様に紫外線照射により
高分子を構成するラジカルの脱離などが進行し安定な構
造より不安定な構造へと変質する0才た本発明に関連し
て使用されるリアクティブイオンエツチングはスパッタ
エツチングさも呼ばれるもので、平行平板型の電極の一
方で13.56(MHz)の高周板電源と結合したカソ
ードの上に被エツチング処理物を置き、陰極降下電圧に
よりガスプラズマ内の正イオンがカソード上の被エツチ
ング処理物に衝撃してスパッタエツチングが行われるも
ので電極面と直角方向に非等方エツチングが進行する特
徴がある0 以後実施例について本発明を説明する。
高分子を構成するラジカルの脱離などが進行し安定な構
造より不安定な構造へと変質する0才た本発明に関連し
て使用されるリアクティブイオンエツチングはスパッタ
エツチングさも呼ばれるもので、平行平板型の電極の一
方で13.56(MHz)の高周板電源と結合したカソ
ードの上に被エツチング処理物を置き、陰極降下電圧に
よりガスプラズマ内の正イオンがカソード上の被エツチ
ング処理物に衝撃してスパッタエツチングが行われるも
ので電極面と直角方向に非等方エツチングが進行する特
徴がある0 以後実施例について本発明を説明する。
第2図(へのポリマーrf#8としては市販のポジレジ
スト(OFPR−800)を厚さ2.5〜3(/1rn
)に形成し、この上に設ける中間層9として厚さ約10
00IAlのSin、層を形成し、この上にホトレジス
ト層10からなるマスクパターンを形成し第2図(Oで
示す構造とする0 次にCHFIガスを媒質としてリアクティブイオンエツ
チングを行い第2図0で示す構造とする0こ\までは従
来の方法と違わない0 次に波長220(nm)で照度10 (mw/(m”
)の紫外線を30〔秒〕〜1〔分〕に互ってポリマー層
8を照射後酸素(0バガスを媒質としてリアクティブイ
オンエツチングを行い、第2図(ト)で示す状態にまで
エツチングする。
スト(OFPR−800)を厚さ2.5〜3(/1rn
)に形成し、この上に設ける中間層9として厚さ約10
00IAlのSin、層を形成し、この上にホトレジス
ト層10からなるマスクパターンを形成し第2図(Oで
示す構造とする0 次にCHFIガスを媒質としてリアクティブイオンエツ
チングを行い第2図0で示す構造とする0こ\までは従
来の方法と違わない0 次に波長220(nm)で照度10 (mw/(m”
)の紫外線を30〔秒〕〜1〔分〕に互ってポリマー層
8を照射後酸素(0バガスを媒質としてリアクティブイ
オンエツチングを行い、第2図(ト)で示す状態にまで
エツチングする。
こ\でO,ガスを媒質としてポリマーをドライエツチン
グする場合はポリマーの主鎖が炭素からできているため
適状の条件下では安定なポリマーも0.ガスプラズマ中
では容易に主鎖が分断され炭酸ガス(COx)と水蒸気
(Ht O)となって気化するためアッシング(灰化)
と云われるが、本発明に係る紫外線照射を施したポリマ
ーは照射部に変質が生じているためエツチング速度が6
000〜8000(A/分〕と従来の4000〜50.
00(A/分)と較べてはるかに大きくまた紫外線は基
板面と直角に照射されポリマー8が明瞭な境界を作って
変質しているのでリアクティブイオンエツチングの直進
性と相まって、ポリマー層8が厚いにも拘わらず精度よ
く導体パターン3が形成される。
グする場合はポリマーの主鎖が炭素からできているため
適状の条件下では安定なポリマーも0.ガスプラズマ中
では容易に主鎖が分断され炭酸ガス(COx)と水蒸気
(Ht O)となって気化するためアッシング(灰化)
と云われるが、本発明に係る紫外線照射を施したポリマ
ーは照射部に変質が生じているためエツチング速度が6
000〜8000(A/分〕と従来の4000〜50.
00(A/分)と較べてはるかに大きくまた紫外線は基
板面と直角に照射されポリマー8が明瞭な境界を作って
変質しているのでリアクティブイオンエツチングの直進
性と相まって、ポリマー層8が厚いにも拘わらず精度よ
く導体パターン3が形成される。
(X)発明の効果
本発明は3j−構造のエツチングにおいては微細パター
ンが形成できるもの一エツチングに時間を要し、またポ
リマー層の厚さが厚いため精度が低下する傾向をもつの
に対し1本発明の実施によりこれらの欠点が改良され、
微細パターンが精度よく形成できるようになった◎
ンが形成できるもの一エツチングに時間を要し、またポ
リマー層の厚さが厚いため精度が低下する傾向をもつの
に対し1本発明の実施によりこれらの欠点が改良され、
微細パターンが精度よく形成できるようになった◎
第1図は従来の微細パターン形成法の説明図で、(4)
は断面図才た03)は微細パターンの平面図、第2図(
4)〜(ト)は本発明に係る3層構造のエツチング方法
による工程を説明する断面図である0図において、lは
基板、2は導体パターン、3は導体層、4.10はホト
レジスト層、8はポリマー層、9は中間層。 11−
は断面図才た03)は微細パターンの平面図、第2図(
4)〜(ト)は本発明に係る3層構造のエツチング方法
による工程を説明する断面図である0図において、lは
基板、2は導体パターン、3は導体層、4.10はホト
レジスト層、8はポリマー層、9は中間層。 11−
Claims (1)
- 表面に段差を伴う基板上に薄膜よりなる微細パターンを
形成する際、rfJi膜を被覆した基板上に段差を平坦
化するポリマー層、該ポリマー層よりも耐アツシング性
が優れ且つ基板面を透視可能な中間層、レジスト層と順
次形成し、レジスト層および中間1−を選択エツチング
して微細パターン形成部を除き窓開を行った後基根全面
に短波長の紫外線を照射し次にリアクティブイオンエツ
チングを行(1)、該窓開は部を薄@部才でエツチング
して薄膜パターンを形成することを特徴とする微細パタ
ーンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159560A JPS6052026A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159560A JPS6052026A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052026A true JPS6052026A (ja) | 1985-03-23 |
Family
ID=15696400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159560A Pending JPS6052026A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052026A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57186338A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for fine pattern |
| JPS5898931A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58159560A patent/JPS6052026A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57186338A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for fine pattern |
| JPS5898931A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6323657B2 (ja) | ||
| US6989219B2 (en) | Hardmask/barrier layer for dry etching chrome films and improving post develop resist profiles on photomasks | |
| US4321317A (en) | High resolution lithography system for microelectronic fabrication | |
| US5139922A (en) | Method of making resist pattern | |
| JPS62142323A (ja) | X線ホトリソグラフイに使用するマスクの加法的方法及びその結果得られるマスク | |
| JPH03174724A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH04263490A (ja) | 薄膜回路の製造方法 | |
| US6162586A (en) | Method for substantially preventing footings in chemically amplified deep ultra violet photoresist layers | |
| JPH09167733A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH04348030A (ja) | 傾斜エッチング法 | |
| WO1983003485A1 (en) | Electron beam-optical hybrid lithographic resist process | |
| JPH042183B2 (ja) | ||
| JPH01118127A (ja) | パターン形成方法 | |
| JP2752022B2 (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| JPH02156244A (ja) | パターン形成方法 | |
| JP3149601B2 (ja) | 半導体装置のコンタクトホール形成方法 | |
| JPS6086543A (ja) | 微細パタ−ン形成方法 | |
| KR930006133B1 (ko) | 모스소자의 콘택트홀 형성방법 | |
| JPS63254728A (ja) | レジストパタ−ンの形成方法 | |
| JPH0313949A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPS59107517A (ja) | パタ−ンの形成方法 | |
| JPS593953A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS62284356A (ja) | レジストパタ−ン形成方法 | |
| JPH0318179B2 (ja) | ||
| JPS63117422A (ja) | 半導体装置の製造方法 |