JP3108172B2 - レジストパターン形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等を製
造するフォトリソグラフィ工程において、段差を有する
下地に塗布されたフォトレジストを露光して、下地エッ
チング用のレジストパターンを形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来のレジストパターン形成方法
によりレジストパターンが形成された半導体集積回路の
平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図である。図中、半導体
基板３に第１層の配線４が形成され、その上に絶縁層５
を介してアルミニウム(Al)膜６が堆積され、Al膜６には
ポジ型のレジスト膜７が塗布されている。このように塗
布されたレジスト膜７に図１(b) に示すような第２層の
配線パターンを遮光するフォトマスク８を重ねて露光す
ることにより、Al膜６をエッチングして第２層の配線パ
ターンをパターニングするマスクとしてのレジストパタ
ーン２が形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Al膜６には第
１層の配線４の対応部分に段差部１が形成されているの
で、この段差部１に対して斜め方向のレジストパターン
２を形成する場合、レジストパターン２が段差部１の上
面と斜めに交差すると、図１(b) に示すように、交差位
置近傍のレジストパターン２は、段差部１の側面で乱反
射した露光光ｒのハレーション効果によって正規パター
ンが感光され、図１(a) に示すように段差部１近傍のレ
ジスト線幅が細り、さらにその感光の度合いによっては
パターンが欠損する。

【０００４】線幅が細くなったレジストパターンをマス
クとしてAl膜６をドライエッチしてAl配線を形成した場
合、Al配線の線幅が細るので、エレクトロマイグレーシ
ョン, ストレスマイグレーションによってAl配線が断線
し易くなる。さらに、パターンが欠損した場合、ドライ
エッチングした結果、断線状態のAl配線が形成されて半
導体集積回路の動作不良を招く。

【０００５】また、半導体集積回路の高集積化, 高密度
化にともない、フォトリソグラフィー工程におけるサブ
ミクロンレベルのレジストパターン形成技術が要求され
ている。この要求を満たすには露光光の短波長化が最も
有効であって、露光光が水銀灯のｇ線(436nm) からｉ線
(365nm) に、あるいは KrFエキシマレーザ光(248nm)に
変更されつつある。また、サブミクロンレベルにおいて
十分な解像度を確保するためには露光光に対するレジス
ト材料の光学的透明度を高めることが必要となる。

【０００６】上述のような露光光の短波長化にともなう
レジスト材料の高透明度化によってレジスト材料の光の
吸収がほとんどなくなるので、Al, タングステンシリサ
イド( WSi₂ ), ポリシリコン( poly-Si)等の下地段差に
よるハレーション効果がさらに助長されることになる。

【０００７】ハレーション効果の低減には、Al下地の表
面に反射率の低いTiN, TiW等の反射防止膜を堆積してレ
ジスト材料を塗布する方法が有効であることが知られて
いる（“ウルトラクリーンレジストプロセッシング”：
p.７，半導体基盤技術研究会，1990）。しかし、ドライ
エッチングにおいてTiN, TiW等の反射防止膜はAl下地と
ともにエッチングされるが、エッチング形状に問題が残
る。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、下地の段差と交差する部分近
傍のレジストパターンを、段差との交差角がほぼ直角と
なるようなパターンに形成することにより、段差におけ
る露光光のハレーション効果を可及的に防止して高精度
のレジストパターンを安定的に形成するレジストパター
ン形成方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレジストパ
ターン形成方法は、段差を有する下地に塗布されたレジ
ストを露光してレジストパターンを形成する方法におい
て、下地の段差パターンに対して斜め方向のレジストパ
ターンを、下地の段差パターンとの交差位置近傍で該段
差パターンとほぼ直交するレジストパターンに形成する
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係るレジストパターン形成方法は、下
地の段差パターンに対して斜め方向にレジストパターン
を形成する際、段差パターンとの交差位置近傍のレジス
トパターンを、この段差パターンにほぼ直交するレジス
トパターンに形成する。従って、露光光は段差パターン
の高さ方向側面で、この側面にほぼ直交する方向に乱反
射されるが、交差位置近傍のレジストパターンが段差パ
ターンにほぼ直交して形成されているので、露光光の乱
反射によるハレーション効果が可及的に回避される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図２は本発明に係るレジストパターン形成
方法（以下、本発明方法という）によりレジストパター
ンを形成した半導体集積回路の平面図である。第１層の
配線の上に絶縁膜を介して積層されたアルミニウム膜に
第２層の配線パターンをエッチングするためのパターニ
ングマスク形成用にレジスト膜が塗布され、このレジス
ト膜に第２層の配線パターンのフォトマスクが重ね合わ
されて紫外線等の露光光が照射され、配線パターンがレ
ジスト上に転写されて第２層の配線のパターニングマス
クとしてのレジストパターンが形成される。

【００１２】その際、レジストを塗布した下地には第１
層の配線に対応する部分に段差部１が形成されているの
で、図２に示すような段差部１に対して斜め方向のレジ
ストパターン２を形成する場合、段差部１と交差する近
傍は、段差部１とほぼ直角に交差するレジストパターン
を形成し、次の段差部１との交差位置近傍に至るまでは
斜め方向のレジストパターン９を形成する。

【００１３】図３は本発明方法により形成したレジスト
パターンの他の実施例を示す半導体集積回路の平面図で
ある。この実施例のように、段差部１が密であって隣り
合う次の段差部１までの距離が短く、斜め方向のレジス
トパターンを形成する十分な余裕がない場合、次の段差
部１との間で斜め方向のレジストパターンを形成せず、
各段差部１と直交したパターンを連続して形成する。

【００１４】図４は本発明方法により形成したレジスト
パターンのさらに他の実施例を示す半導体集積回路の平
面図である。この実施例は、前述の実施例と同様に隣り
合う段差部１との間が狭い場合のレジストパターンであ
って、段差部１にほぼ直角に交差するレジストパターン
の入側と出側との間のパターンを段差部１の上面に所定
長沿わせて入側と出側との位置をずらし、これを繰り返
すことにより、段差部１間には斜めのレジストパターン
が形成されていないにもかかわらず、結果的に段差部１
が密な領域の入側のパターンと出側のパターンとは段差
部１と斜め方向に交差したと同様に斜め方向に連続する
ジストパターンに形成される。

【００１５】以上のようにして形成したレジストパター
ンは段差部１との交差位置近傍では段差部１にほぼ直角
に交差するので、段差部１の側面における露光光の反射
光は正規のレジストパターンにほとんど影響しない。

【００１６】なお、本発明方法により形成するレジスト
パターンは本実施例に限るものではなく、段差部との交
差位置近傍のレジストパターンが段差部とほぼ直角に交
差するパターンであればよく、本実施例と同様の効果が
得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明方法は、段差部分
に対して斜め方向のレジストパターンが下地の段差と交
差する位置近傍を、段差とほぼ直角に交差するレジスト
パターンに形成することにより、段差部での露光光の乱
反射による正規のレジストパターンに対するハレーショ
ン効果の影響を回避して正規のレジストパターンの細
り，欠損が防止できるので、高精度のレジストパターン
を安定して形成できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレジストパターン形成方法によりレジス
トパターンが形成された半導体集積回路の平面図及びそ
のＡ−Ａ′線断面図である。

【図２】本発明方法により形成されたレジストパターン
の一実施例を示す半導体集積回路の平面図である。

【図３】本発明方法により形成されたレジストパターン
の他の実施例を示す半導体集積回路の平面図である。

【図４】本発明方法により形成されたレジストパターン
のさらに他の実施例を示す半導体集積回路の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 段差部 ２，９ レジストパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 段差を有する下地に塗布されたレジスト
   を露光してレジストパターンを形成する方法において、
   下地の段差パターンに対して斜め方向のレジストパター
   ンを、下地の段差パターンとの交差位置近傍で該段差パ
   ターンとほぼ直交するレジストパターンに形成すること
   を特徴とするレジストパターン形成方法。