JPS6233428A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPS6233428A JPS6233428A JP60173413A JP17341385A JPS6233428A JP S6233428 A JPS6233428 A JP S6233428A JP 60173413 A JP60173413 A JP 60173413A JP 17341385 A JP17341385 A JP 17341385A JP S6233428 A JPS6233428 A JP S6233428A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基
体への微細パターンの形成方法を含む半導体装置の製造
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a method for forming a fine pattern on a semiconductor substrate.
従来、段差を有する半導体基体上に、レジストのような
塗布剤を用いて微細パターンを形成する方法として、P
CM (Fortable Comformable
Ma s k )法と呼ばれる方法が提案されていた。Conventionally, P is a method of forming fine patterns on a semiconductor substrate having steps using a coating agent such as a resist.
CM (Fortable Comformable
A method called the Mas k ) method has been proposed.
この方法は、第2図(a)に示すように、1ず半導体基
体1表面に、主として200〜250nmに感光域を有
するポリメチルメタアゲリレートのようなポジ型遠紫外
線レジスト膜6を形成し、ついで350〜450 nm
に感光域を有する通常のフェノールノボラック樹脂より
なるホトレジスト膜7を形成する。次に第2図(h)に
示すように、300 nm〜450 nmの紫外線を光
源とする露光装置を用いて、上層のホトレジスト膜7に
のみホトレジストパターン7aの形成を行う。このとき
下層の遠紫外線レジスト膜6は感光域が違うので感光し
ない。In this method, as shown in FIG. 2(a), first, a positive deep ultraviolet resist film 6 such as polymethyl metagelate, which is mainly sensitive to 200 to 250 nm, is formed on the surface of the semiconductor substrate 1. , then 350-450 nm
A photoresist film 7 made of a normal phenol novolak resin having a photosensitive area is formed. Next, as shown in FIG. 2(h), a photoresist pattern 7a is formed only on the upper photoresist film 7 using an exposure device using an ultraviolet light source of 300 nm to 450 nm. At this time, the lower deep ultraviolet resist film 6 is not exposed to light because its sensitivity range is different.
次に第2図(C)に示すように、波長200〜300n
m程度の平行な遠紫外線を半導体基体全面に照射する。Next, as shown in Figure 2 (C), the wavelength is 200 to 300n.
The entire surface of the semiconductor substrate is irradiated with parallel far ultraviolet rays of about m.
上層のホトレジスト#7が残っている部分では、これが
遠紫外線を吸収し下層のレジスト膜のマスクとなるので
、適当な溶剤で照射されて低分子化した下層の遠紫外線
レジスト膜6を現像して除去することによって、微細な
遠紫外線レジストパターン6aが得られる。現像の際に
、上層のホトレジストパターン7aは溶解してもしなく
てもよい。In the areas where the upper layer photoresist #7 remains, it absorbs far ultraviolet rays and serves as a mask for the lower layer resist film, so the lower layer far ultraviolet resist film 6, which has been reduced in molecular weight by irradiation with an appropriate solvent, is developed. By removing it, a fine deep ultraviolet resist pattern 6a is obtained. During development, the upper layer photoresist pattern 7a may or may not be dissolved.
上述した従来のPCM法によるパターンの形成方法には
以下に示すような主に3つの欠点がある。The conventional pattern forming method using the PCM method described above has three main drawbacks as shown below.
まず第一に、上層と下層のレジスト材を二層に重ねて塗
布した場合、これらの二層の界面で二種類のレジスト材
の混合もしくは反応が起こり、これらのレジスト材と異
なった性質をもつ変成層が形成される。この変成層の存
在によって下層の遠紫外線レジスト膜6の現像が困難に
なる。First of all, when the upper and lower resist materials are applied in two layers, the two types of resist materials mix or react at the interface between these two layers, resulting in a resist material that has different properties from those resist materials. Metamorphic layers are formed. The presence of this metamorphosed layer makes it difficult to develop the deep ultraviolet resist film 6 below.
第二に、下層のポジ型遠紫外線レジスト材は、一般に比
較的低感度であり、上層のホトレジスト材に比べて、長
い露光時間を必要とし、生産性が低下する。Second, the lower layer positive deep UV resist material generally has relatively low sensitivity and requires longer exposure times than the upper layer photoresist material, reducing productivity.
第三に、ポジ型遠紫外線レジストは、一般に平行平板型
の反応性イオンエツチングに対する耐性即ちドライエツ
チング耐性に乏しいため、レジメト材によって形成され
た微細パターンをドライエツチングによって半導体基体
に転写した場合、パターン寸法の転写誤差が大きくなる
。Third, positive deep UV resists generally have poor resistance to parallel plate reactive ion etching, that is, dry etching resistance, so when a fine pattern formed by a resist material is transferred to a semiconductor substrate by dry etching, The size transfer error becomes large.
本発明の目的は、遠紫外線レジストを用いることなく段
差を有する半導体基板上に微細パターンを形成すること
のできる半導体装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can form a fine pattern on a semiconductor substrate having steps without using a deep ultraviolet resist.
本発明の半導体装置の製造方法は、段差を有する半導体
基板上に第1のホトレジスト膜を形成する工程と、この
第1のホトレジスト膜上にポリイミドを主成分とする光
吸収膜を形成する工程と、この光吸収膜上に第2のホト
レジスト膜を形成する工程とを含んで構成される。The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a first photoresist film on a semiconductor substrate having a step, and a step of forming a light absorption film mainly composed of polyimide on the first photoresist film. , and forming a second photoresist film on the light absorption film.
次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を説明する為
の製造工程順に示した半導体チップの断面図であり、多
結晶シリコン層に微細パターンを形成する例を示してい
る。FIGS. 1(a) to 1(d) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of manufacturing steps to explain one embodiment of the present invention, and show an example of forming a fine pattern on a polycrystalline silicon layer. .
まず第1図(alに示すように、約0.5μmの段差と
厚さ約06μmの多結晶7リコン層275;形成された
7リコン基板1上にポジ型ホトレジスト材(例えば東京
応化環のOFF几800.50CP)を1.8μmの厚
さに塗布し第1のホトレジスト膜3を形成する。その後
、ホットプレート上にて100”0 、60秒で加熱す
る。次に、ポリイミド°を主成分とする光吸収材(例え
ばBrewer 5cience社製反射防止材料AR
CPN2)を2000λの厚さに塗布し、ホットプレー
ト上にて100’0.60秒加熱し光吸収膜4を形成す
る。ついでこの光吸収膜4上にホトレジストを1.OJ
mの厚さに塗布し、ホットプレートにて100℃、40
秒加熱し第2のホトレジスト膜5を形成後所定のマスク
を用いて露光を行う。First, as shown in FIG. A first photoresist film 3 is formed by coating 800.50CP) to a thickness of 1.8 μm. After that, it is heated on a hot plate at 100" for 60 seconds. Next, polyimide is the main component. A light absorbing material (for example, an anti-reflection material AR manufactured by Brewer 5science)
CPN2) is applied to a thickness of 2000λ and heated for 100'0.60 seconds on a hot plate to form the light absorption film 4. Next, a photoresist is applied on this light absorption film 4. O.J.
Coat to a thickness of m and heat on a hot plate at 100℃ for 40 minutes.
After forming the second photoresist film 5 by heating for seconds, exposure is performed using a predetermined mask.
次に、現像液(例えば東京応化製ポジ型フォトレジスト
用現像液NMD−3)を用いて50秒間現像することに
より露光部の第2のホトレジスト膜はJ−5−の下の音
吸収膜4とが同時に異方性をもって食刻される。この現
像により第1図(b)に示すように第2のホトレジスト
パターン5aと光吸収膜パターン4aとが形成される。Next, by developing for 50 seconds using a developer (for example, developer for positive photoresists manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. NMD-3), the second photoresist film in the exposed area becomes the sound absorbing film 4 under J-5-. are etched anisotropically at the same time. Through this development, a second photoresist pattern 5a and a light absorption film pattern 4a are formed as shown in FIG. 1(b).
次に、充分に平行な紫外線をシリコン基板1に全面照射
すると、パターンが存在している部分では光吸収膜パタ
ーン4aがマスクとなり、その部分の下の第1のホトレ
ジスト膜3は感光しない。Next, when the entire surface of the silicon substrate 1 is irradiated with sufficiently parallel ultraviolet rays, the light-absorbing film pattern 4a serves as a mask in the portion where the pattern exists, and the first photoresist film 3 under that portion is not exposed to light.
ついで現像液で約80秒間現像を行うことによシ、第2
のホトレジストパターン5a、光吸収膜パターン4aお
よび第1のホトレジスト膜3の感光した部分が除去され
、第1図(C)に示すような第1のホトレジストパター
ン3aが高アスペクト比でかつ段差部での線幅制御性よ
く得られる。Then, by developing with a developer for about 80 seconds, the second
The exposed portions of the photoresist pattern 5a, the light absorption film pattern 4a, and the first photoresist film 3 are removed, and the first photoresist pattern 3a as shown in FIG. 1(C) has a high aspect ratio and a stepped portion. Good line width controllability can be obtained.
以下この第1のホトレジストパターン3aをマスクとし
、ドライエツチング法により、多結晶クリコン層2を食
刻する。このときパターン寸法の転写誤差は、下層にポ
リメチルアクリレートのような遠紫外線レジストを用い
た場合よりも小さくすることができる。Thereafter, using the first photoresist pattern 3a as a mask, the polycrystalline silicon layer 2 is etched by dry etching. At this time, the transfer error in pattern dimensions can be made smaller than when a deep ultraviolet resist such as polymethyl acrylate is used as the lower layer.
〔発明の効果]
以上説明したように、本発明は二層のホトレジスト膜の
間に、ボリイごドを主成分とする光吸収膜を形成するこ
と番でよって、ホトレジストとして遠紫外線レジストを
用いることなくr一般的な紫外線レジストのみを用いた
PCM法で微細パターンを形成できる効果がある。しか
も、ホトレジスト膜の界面での変成層の形成が起こらな
いため、ホトレジスト膜のパターン形成法を精度よく行
うことができる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention involves forming a light-absorbing film mainly composed of polyurethane between two photoresist films, and using a deep ultraviolet resist as the photoresist. It has the advantage of being able to form fine patterns using the PCM method using only a general ultraviolet resist. Furthermore, since no metamorphic layer is formed at the interface of the photoresist film, the method of patterning the photoresist film can be performed with high precision.
更に、ドライエツチング耐性に乏しい遠紫外線レジスト
のかわりに紫外線レジストを用いているので、ドライエ
ツチングによって下地にパターンの転写を行う場合にも
、パターン寸法の転写誤差を小さくすることができる効
果がある。Furthermore, since the ultraviolet resist is used instead of the deep ultraviolet resist, which has poor dry etching resistance, it is possible to reduce transfer errors in pattern dimensions even when a pattern is transferred to a base by dry etching.
第1図1)〜(d)は本発明の一実施例を説明する為に
工程順に示した半導体チップの断面図、第2図(a)〜
(clは従来のPCM法によるパターン形成法を説明す
る為に工程順に示した半導体チップの断面図である。
1・・・・・・クリコン基板、2・・・・・・多結晶7
リコン層、3・・・・・・第1のホトレジスト膜、4・
・印・光吸収膜、4a・・・・・・光吸収膜パターン、
5・・・・・・第2のホトレジスト膜、5a・・川・第
2のホトレジストパターン、6・・・・・・遠紫外線レ
ジスト膜、6a・・・・・・遠紫外線レジストパターン
、7・・・・・−ホトレジスト膜。
・、−3二丁
代理人 弁理士 内 原 晋7パ為第1図
第2区1) to 1(d) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps to explain one embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) to
(cl is a cross-sectional view of a semiconductor chip shown in the order of steps to explain the pattern forming method using the conventional PCM method. 1...Clicon substrate, 2...Polycrystalline 7)
Recon layer, 3...First photoresist film, 4.
・Mark・Light absorption film, 4a...Light absorption film pattern,
5... Second photoresist film, 5a... Second photoresist pattern, 6... Deep ultraviolet resist film, 6a... Deep ultraviolet resist pattern, 7... ...-Photoresist film.・、-3 2nd agent Patent attorney Susumu Uchihara 7Page Figure 1 District 2
Claims (1)
成する工程と、該第1のホトレジスト膜上にポリイミド
を主成分とする光吸収膜を形成する工程と、該光吸収膜
上に第2のホトレジスト膜を形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。A step of forming a first photoresist film on a semiconductor substrate having a step, a step of forming a light absorption film mainly composed of polyimide on the first photoresist film, and a step of forming a second photoresist film on the light absorption film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a photoresist film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173413A JPH0746679B2 (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173413A JPH0746679B2 (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233428A true JPS6233428A (en) | 1987-02-13 |
| JPH0746679B2 JPH0746679B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=15959972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60173413A Expired - Lifetime JPH0746679B2 (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746679B2 (en) |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60173413A patent/JPH0746679B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746679B2 (en) | 1995-05-17 |
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