JPS63209128A - レジストパタ−ン形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体デバイス製造におけるレジストパター
ンの形成方法に関するものであり、更に詳述するならば
、逆テーパ形状レジストパターンを形成する光リソグラ
フィーに関するものである。

従来の技術 第１図（ａ）に示すように、ウェハ１上に逆テーパ形状
レジストパターン２を形成すると、その後の金属膜のリ
フトオフを簡素化でき且つ理想的に実施できる。ここで
、逆テーバ形状とは、第１図（ａ）に示すパターン２の
逆台形状断面のように、レジストパターンの側壁３の上
ｆｆ１３Ａが下ｆｆ１３Ｂより張り出した断面形状を有
することをいう。

すなわち、このような逆テーパ形状レジストパターン２
の上に第１図（ｂ）に示すように金属膜４を蒸着してリ
フトオフすると、第１図（Ｃ）に示すように金属パター
ン５を理想的な形に形成できる。

従って、リフトオフなどを利用する場合、逆テーパ形状
レジストパターンの形成が望ましい。しかしながら、従
来、逆テーパ形状レジストパターンを得るためには、ネ
ガ型レジストを使用していた。しかし、このネガ型レジ
ストは、プロセス条件が厳しいため、再現性良く所望の
逆テーパ形状レジストパターンが得られ難かった。その
ため、実際のプロセスでは、ネガ型レジストの逆テーパ
形状レジストパターンの形成は利用されていない。

一般に、ポジ型レジストをパターニングした場合、第２
図（ａ）の断面図に示すように、レジストパターン６は
、側壁７の下縁７Ａが上縁７Ｂより張り出した台形の断
面形状、すなわちテーパ形状となる。そのようなテーパ
形状レジストパターン６の上に金属膜８を形成して、リ
フトオフすると、第２図（ｂ）に示すように、金属膜パ
ターン９の上縁にバリ１０が形成される。

このようなバ１月０を有する金属膜パターン９の上に、
第２図（Ｃ）及び（ｄ）に示すように、層間絶縁膜１１
及び上層金属配線１２などを形成した場合、層間櫓縁膜
１１にバリ１０に対応する突起が形成されるために、第
２図（Ｃ）に示すように上層金属配線１２に断線１３が
生じたり、第２図（ｄ）に示すように上層金属配線１２
と下層の金属パターン９との間に短絡１４生じたりする
問題があった。

このようなバリによる配線異常を防止するために、第３
図（ａ）に示すような多層レジスト（絶縁膜１５、絶縁
膜１６及びレジスト１７）を使用してバターニングし、
その上に金属膜１８を蒸着してリフトオフし、更に、第
３図ら）に示すように平坦化処理してバリをなくす方法
が提案されている。しかしながら、多層レジストの使用
及び平坦化処理はプロセスの複雑化を招く。

従って、理想的な金属パターンをリフトオフにより簡単
に形成するためにも、単層レジストにより逆テーパ形状
レジストパターンを形成することが望まれている。

また、逆テーパ形状レジストパターンは、金属パターン
のりフトオフによる形成だけでなく、ＬＤＤ構造のイオ
ン注入のように、イオン注入領域の周辺に軽くイオン注
入された領域を形成する場合にも、利用できる。従来は
、そのようなＬＤＤ構造を形成する場合、第４図に示す
ように、レジストパターン１９の上に絶縁膜２０を形成
し、レジストパターン１９をサイドエツチングして細＜
シ、絶縁膜２０を庇のように張り出させたマスクを形成
していた。このようなマスクを介してイオン注入をする
と、庇の長さΔＸの範囲が、ライトドープの領域となる
。

しかし、この場合も、第１図（ａ）に示すように、パタ
ーンの側壁３の上１ｔ３Ａが下縁３Ｂより長さΔＸ張り
出した逆テーパ形状レジストパターンを単層レジストで
形成できるならば、プロセスを簡略化できると共にアラ
イメント精度も高めるこきができる。

発明が解決しようとする問題点 以上説明したように、半導体製造プロセスにおいて様々
な利点をもたらす逆テーパ形状レジストパターンは、工
程が複雑化する多層レジストまたは再現性の悪いネガ型
レジストを使用してしか形成できなかった。

そこで、本発明は、取り扱いが容易なポジ型レジストの
単層膜を使用して、再現性及び寸法精度とも優れた逆テ
ーパ形状レジストパターンを形成する方法を提供せんと
するものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、ポジ型レジストをウェ
ハに塗布し、フォーカス値を最適値より大きくして焦点
をレジスト層の下方に合わせて露光することにより、逆
テーパ形状レジストパターンを形成することを特徴とす
るレジストパターン形成方法が提供される。

作用 第５図を参照して説明する。ウェハ５０上にポジ型レジ
スト膜を形成して露光してパターニングする場合、最適
フォーカス値よりフォーカス値が大き過ぎても小さ過ぎ
ても、レジストパターン５２は、第５図（ａ）に示すよ
うに、頂部が狭い台形の断面形状、すなわちテーパ形状
レジストパターンとなる。

そして、最適フォーカス値で最適露光時間の場合のみ、
第５図（ａ）に示すレジストパターン５４のように、そ
の側壁が垂直になる。

ここで、最適フォーカス値及び最適露光時間とは、次の
ようにして決定される。例えばＬ字型のライン・アンド
・スペース（Ｌ／Ｓ）などのテストパターンが様々な間
隔で形成されているフォーカス用レチクルを用意して、
Ｓｉ　ウェハ上に均一に塗布したレジスト膜を、フォー
カス値を少しづつ変えながら露光する。その際、露光時
間を一定に、普通は、最小露光時間に維持しておく。

そのように露光されたレジストを現像して、ライン・ア
ンド・スペース（Ｌ／Ｓ）を観察して、最小間隔のライ
ン・アンド・スペースが形成された部分を露光したとき
のフォーカス値を最適フォーカス１直と決定する。この
場合、焦点がレジストのどの位置にあるか不明であるが
、おそらくレジスト表面でないかと思われる。

ついで、このようにして得られた最適フォーカス値にフ
ォーカス値を固定して、同様なフォーカス用レチクルを
使用して、Ｓｌ　ウェハ上に均一に塗布したレジスト膜
を、露光時間を少しづつ変えながら露光する。そして、
現像したあと、ライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）を
観察して、レジストの側壁が垂直に形成された部分を露
光したときの露光時間を最適露光時間と決定する。

しかし、最適露光時間で、フォーカス値を若干大きくす
るすなわち焦点をレジストの下部方向に少し移動させて
、露光すると、第５図（Ｃ）に示すように、逆テーパ形
状レジストパターンが形成できることを、本発明の発明
者が発見した。このように逆テーパ形状にレジストパタ
ーンが形成される要因には、おそらく、レジストの膜厚
、入射光の屈折率、下地などの様々な条件が関係してい
ると思われるが、明確に特定できない。しかし、上記し
た本発明による方法でポジ型レジスト膜を露光すると、
再現性よく、逆テーパ形状レジストパターンを形成でき
る。

実施例 以下、本発明による逆テーパ形状レジストパターンの形
成方法の実施例を説明する。しかし、以下の実施例は、
本発明による逆テーバ形状レジストパターンの形成方法
の具体例を示すに過ぎず、本発明は、以下の実施例に限
定されるものではない。

作製例 Ｓｌ　ウェハ上に、スミレシストＰ　Ｆ６２００の商品
名で販売されているポジ型レジストを、厚さ約１．５μ
ｍに均一に塗布した。そして、１／１０縮小露光装置を
使用して、過フォーカス値（最適フォーカス値より焦点
を遠くにシフトした量）約１．０μｍ、露光時間０．２
秒で、ライン・アンド・スペースパターンを露光した。

その後、５ＯＰＤの商品名で販売されている現像液の２
４℃の浴に６０秒浸して露光した。

その結果、第１図（ａ）を参照して説明するならば、側
壁３の上縁３Ａが下縁３Ｂより０．２μｍ張り出した断
面形状の逆テーパ形状レジストパターン５６を得ること
ができた。

発明の効果 以上、説明したように、本発明による方法によれば、単
層ポジ型レジスト膜を使用して逆テーパ形状レジストパ
ターンを形成することができる。

従って、本発明による逆テーパ形状レジストパターンの
形成方法を使用すれば、簡単な工程により理想的な金属
パターンをリフトオフ法で形成でき、また、簡単な工程
により濃度分布のあるイオン注入領域を形成できる。従
って、半導体製造プロセスにおいて広範囲に利用でき、
半導体製造プロセスを簡略化すると共に歩留まりを高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、逆テーパ形状レジストパターンの断面
図、 第１図（ｂ）及び第１図（Ｃ）は、第１図（ａ）に示す
逆テーパ形状レジストパターンを利用しての金属パター
ンのりフトオフ法による形成を図解する断面図、第２図
（ａ）及び第２図ら）は、単層ポジ型レジスト膜を従来
の方法によりパターニングして得られるレジストパター
ンを利用しての金属パターンのりフトオフ法による形成
を図解する断面図、第２図（Ｃ）及び第２図（ｄ）は、
第２図（ｂ）に示す金属パターンの上に上層配線層を形
成した状態を図解する断面図、 第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は、多層レジストを使用
した場合の、金属パターンのリフトオフ法による形成を
図解する断面図、 第４図は、ＬＤＤ構造を形成するために従来提案されて
いるイオン注入用マスクの断面図、第５図（ａ）から第
５図（Ｃ）は、レジスト膜の露光の際のフォーカス値を
変化した場合に得られるパターンの断面形状を図解する
図である。 〔主な参照番号〕 １１５０・・ウェハ ２．６．５２．５４．５６・・レジストパターン３・・
レジストパターンの側壁 ３Ａ、７Ｂ・・レジストパターン側壁の上縁３Ｂ、７Ａ
・・レジストパターン側壁の下縁４．８・・金属膜 ５．９・・金属パターン １０・　・パリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポジ型レジストをウェハに塗布し、フォーカス値を最適
   値より大きくして焦点をレジスト層の下方に合わせて露
   光することにより、逆テーパ形状レジストパターンを形
   成することを特徴とするレジストパターン形成方法。