JPH01184826A - パターン形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野」 この発明は半導体素子のパターン形成法に関し、特に金
属膜を中間層とした三層レジストにエキシマ・レーザ露
光によ＃）微細パターンを形成するものに関する。

〔従来の技術Ｊ ＶＬ８工製造プロセスにおしては、ダハイス段差上に欲
ＭＪ　Ｔｔレジストパターンを高７スベクト比で、かつ
寸法精度よく形成することがますます重要となっている
。

このため、従来の製造プロセスにおいては、被加工基板
上にレジストを塗布し、その上に電子ビームやＸ線など
の高エネルギー線を用いて光マスクパターンを転写し、
リソグラフィ技術を用いて上記被加工基板にパターンを
形成する方法がとられてきた。

しかし、近年のＶＬ８エバターン寸法の微細化に伴い、
被加工基板上に三層レジストを設けて、弗化クリプトン
（ＫｒＦ　）エキシマ・レーザ露光によシバターンを転
写する方法が有力となってきた。

その主な理由は、上記レーザ光を用いる場合、解像力が
同じであってもその波長が２４８ｎｍ、！：短いので焦
点深度を大きくとれる仁と、限界解像力が０．４ｐｍレ
ベルであるため、ｇ線（４３６ｎｍ）や１線（３６５ｎ
ｍ）に比べて露光須坂の大きなレンズを作れること及び
微細パターン（例えば０．５〜０．６　ＸｌＩｎ程度以
下）を有するダバイヌになると配線の凹凸が更に激しく
なシ、下層レジスト膜を設けてダバイス表面を平坦化す
ることが必須となること等があげられる。

第２図は従来の一実施例におけるパターン形成方法を行
程類に示す図、 第３図はこのパターン形成方法によシ形成さｔたパター
ン・プロファイルを示す図である。

図において、（１）は基板、（２）は被加工膜であシ、
いずれも半導体層、シリコン酸化膜（５ｉ０２膜）或は
アルミニウム金属膜等からなり、被加工膜（２）には段
差部が存在する。

（３）は下層レジスト膜であシ、有機高分子材料の溶液
を塗布して形成したもので、被加工膜（２）の表面の段
差による凹凸を平坦化す号。（４）は中間層であシ、８
１０！膜等で形成され、該層（４）に形成されるパター
ンをマスクとして上記下層レジスト膜（３）及び被加工
ｇ　（２）がエツチングされる。（５）は上層レジスト
膜であυ、有機高分子材料の溶液を塗布して形成したも
ので、ＫｒＦエキシマ・レーザ露光によシマスフパター
ンが該レジスト膜（５）Ｋ転写される。

次に、第２図を基にこれらの形成方法を説明する。

第２図−（ａ）；被加工膜■）上へ例えばスピンコード
法によシ下層レジスト膜（３）を１．５〜２／Ｉｍ厚さ
形成し、次いで該レジスト膜（３）上に、例えばＣＶＤ
法により　５ｔｏ２１１＆　ヨり　ナル中間Ｎｉ　（４
）　ｔ　１０００〜２０００；　厚さ形成し、更に該層
（４）上に、例えばスピンコード法によシ上層レジスト ＪｉＧＫ　（５）を約５００ＯＡ形成する工程。

第２　図−（ｂ）　；　ＫｒＦエキシマ・レーザ露光に
よりマスクパターンを上層レジスト膜（５）へ転写し、
次いで、例えば反応性イオ ンエツチング法（以下、ＲＩＥ法と 称す）による異方性エラをングによ シ該レジスト（５）に上記マスクパターンを形成する工
程。

第２図−（Ｃ）；上層レジスト膜（５）のパターン（以
下、上層レジスト・パターンと称す） をマスクとして、例えばＲＩＥ法に よる異方性エラをングにより中間層 （４）へパターンを形成する工程。

第２図−（ｄ）；例えばＲＩＥ法による異方性エラをン
グによシ、中間層（４）のパターン（以下、中間層・パ
ターンと称す）を マスクとして下層レジスト膜（３）を加工する工程。

ｆ、　２　図−（ｅ）　；　下層レジスト膜（３）のパ
ターンをマスクとして１例えばＲＩＥ法による異 方性エツチングにより被加工膜（２）を加工する工程。

第２図−（ｆ）　ｉ中間層（４）及び下層レジスト膜（
３）を除去する工程。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊ 従来の三層レジストを設けたＫｒＦエキシマ・レーザ・
リソグラフィは上記のような工程で実施され、単層レジ
スト膜を設けた方式に比べて格段に優れたパターン形成
ができるのであるが、上層レジスト膜（５）として高感
度で耐ドライエツチング性のあるものが用いられるため
、　ＫｒＦレーザ光に対する吸収力が強く、しかも、光
の回折とレジスト内での光の減衰効果の影響を受けて、
エツチングされた後のパターン断面は第３図に示すよう
に、表面側で狭く底面側で広いテーバ状になりがちであ
った。即ち、設計上のパターン幅ＷｄＫ対して表面側で
はの部がオーバ露光されて幅、ツ２となり、底面側は０
部が露光不足となって幅Ｗ１となる。このため、このパ
ターンをマスクとしてＲＩＥ法による異方性エツチング
を行ない中間層（４）にパターンを形成する（第２図−
（ｃ）の工程）と、上層レジスト・パターンのテーパ［
同時に！　’／　ｆ　７クサｔＬるため、中間層・パタ
ーンの幅が精度よく形成されず、ひいては被加工膜（２
）のパターン幅を精度よく形成できないことになるとい
う問題点があった。

上記の現象はパターン幅が広いものにおいては問題とな
らないが、微細化される程問題となってくるものである
。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、上層レジスト膜（５）に形成されたレジスト
パターン・プロファイルを良好に、かつ精度よく形成で
きるパターン形成方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段Ｊ この発明におけるパターン形成方法は、被加工基板上に
平坦化用下層レジスト膜、マスク用中間層及び上層レジ
スト膜を設けて、該上層レジスト膜に形成さルたパター
ンを基に上記被加工基板を加工するパターン形成方法に
おいて、上記中間層を一１ｈ４膜で形成し、上記上層レ
ジスト膜ヘエキシマ・レーザ露光シこよりパターンの転
写を行なうよってしたものである。

〔作用」 この発明においては、マスク用中間層が＆属膜で形成さ
れ、上層レジスト膜ヘエキシマ・レーザ露光によシバタ
ーンの転写かなされるので、該金属膜からの反射光とよ
り上層レジスト膜の該金属膜側の光吸収量が高のられ、
？ｌＬｌ光部の光吸収量が平均化される。このため、上
層レジスト膜の表面側と金属膜側との光吸収量の差が小
さくな）、上層レジストｅパターンのパターン・プロフ
ァイルが良好に、かつ精度よく形成される。

〔実施例ｊ 第１図はこの発明の一実施例におけるパターン形成方法
によ多形成されたパターン・プロファイルを示す図であ
る。

以下、第２図を基に実施例のパターン形成方法を説明す
る。

第２図−（ａ）；被加工ｇ　（２）上へ例えばスピンニ
ート法により下層レジスト膜（３）を１．５〜２μｍ厚
さ形成し、次いで該レジ スト（３）上に１例えば真空蒸着法に よりアルミニウムよりなる中間層 （４）を１０００−２０００１厚さ形成し、更に該層（
４）上に１例えばスピンコード 法によシ上層レジストｍ（５）を約 ５ＧＯＯＡ形成する工程。

なお、上記以降の工程は、中間層（４）がアルミニウム
膜となる他は従来例におけるもの（上記４ＪＰＳ２図−
ら）〜（ｆ）を基に説明したもの）と同一である。

又、上記実施例ではＫｒＦエキシマ・レーザを用いたも
のを示したが、波長が３０８　ｐｍの塩化キセノン（Ｘ
ｅａｌ）エキシマ・レーザや波ｊ％　：６１１９３　叱
ｏ　弗化アルゴン（ＡｒＦ　）エキシマ・レーザを用い
てパターン形成することもできる。

丈に又、上記実施例では中間層（４）としてアルミニウ
ムで形成するものを示したが、モリブデン・シリサイド
（ＭｏＳｉ２　）やクローム（Ｏｒ）などで形成させて
もよい。

〔発明の効果〕

この発明においては、上記のように、中間層を金属膜で
形成してエキシマ・レーザ露光によりマスク・パターン
が転写されるので、上層レジスト・パターンのパターン
・プロファイルが良好に、かつ精度よく形成され、被加
工基板に微細なパターンを精度よく形成できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例におけるパターン形成方
法により形成されたパターン・プロファイルを示す図、
第２図は従来の一実施例におけるパターン形成方法を行
程類に示す図、第３図は従来の一実施例におけるパター
ン形成方法にょ多形成されたパターン・プロファイルを
示ス図である。 図において、（２）は被加工膜、（３）は下層レジスト
膜、（４）は中間層、（５）は上層レジスト膜である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工基板上に平坦化用下層レジスト膜、マスク
   用中間層及び上層レジスト膜を設けて、該上層レジスト
   膜に形成されたパターンを基に上記被加工基板を加工す
   るパターン形成方法において、上記中間層を金属膜で形
   成し、上記上層レジスト膜ヘエキシマ・レーザ露光によ
   りパターンの転写を行なうことを特徴とするパターン形
   成方法。