JPH0121617B2 - - Google Patents
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- JPH0121617B2 JPH0121617B2 JP54051052A JP5105279A JPH0121617B2 JP H0121617 B2 JPH0121617 B2 JP H0121617B2 JP 54051052 A JP54051052 A JP 54051052A JP 5105279 A JP5105279 A JP 5105279A JP H0121617 B2 JPH0121617 B2 JP H0121617B2
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- resin
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は円筒磁区（バブル）素子や半導体集積
回路の如き集積化素子において急峻な段差を解消
するパターン製造方法に関するものである。
回路の如き集積化素子において急峻な段差を解消
するパターン製造方法に関するものである。
円筒磁区素子や半導体集積回路素子においては
多層配線構造を有するため急峻な段差があると、
段差部上に積層されるパターンの断線が起りやす
くなる。特に前者の素子においては、積層される
パターンが磁性体であるために、段差部における
磁気的な断線は不要磁極の発生につながり、円筒
磁区の転送エラーを誘発する。このため、通常
は、陽極酸化法による平面化配線、パターンエツ
ジをテーパー状に加工するテーパーエツチングあ
るいは樹脂等の塗布による平面化処理等の工夫が
とられている。
多層配線構造を有するため急峻な段差があると、
段差部上に積層されるパターンの断線が起りやす
くなる。特に前者の素子においては、積層される
パターンが磁性体であるために、段差部における
磁気的な断線は不要磁極の発生につながり、円筒
磁区の転送エラーを誘発する。このため、通常
は、陽極酸化法による平面化配線、パターンエツ
ジをテーパー状に加工するテーパーエツチングあ
るいは樹脂等の塗布による平面化処理等の工夫が
とられている。
しかしこれらの方法はパターンの微細化あるい
はデバイス固有のプロセスの多様化に伴ないそれ
ぞれ問題のあることが明らかになつた。即ち陽極
酸化法ではパターン寸法の微細化に伴ないパター
ン寸法精度に限界をもつこと、テーパーエツチン
グでは本質的にテーパーと微細化とは合入れない
要素をもつこと、樹脂等の塗布法においては、樹
脂の特性から耐薬品性、耐エツチ性、耐温度性が
決定されるので適用できるプロセスがきわめて狭
く限定されることである。一方、塗布法による平
面化の改良技術の一つには、第１図に示すように
平面化を行うべきパターン１上にフオトレジスト
等の樹脂２を塗布しａ、選択エツチング効果の少
ないスパツタエツチングにより樹脂２全部とパタ
ーン１の一部をエツチング除去しｂ、パターン１
を平面化する方法がある（第37回応用物理学会学
術講演会講演予稿集P399、1976年）。しかしこの
方法では、平面化を行うべきパターン１とスパツ
タエツチング速度が等しい樹脂２を選択する必要
があり、かつ塗布樹脂膜が平坦になるように樹脂
膜厚を十分厚くしておくこと等が必要である。た
とえば第２図ａに示すように樹脂２塗布後の平面
に傾斜部３があると、一般に傾斜部のスパツタ率
が大きいために傾斜部が速く削られ第２図ｂに示
すように平面化すべきパターン１の周囲に溝４を
生じてしまう。また樹脂とパターン１とのスパツ
タエツチング速度が違うことからも第２図ｂに示
すような段差ｈを生じることになる。
はデバイス固有のプロセスの多様化に伴ないそれ
ぞれ問題のあることが明らかになつた。即ち陽極
酸化法ではパターン寸法の微細化に伴ないパター
ン寸法精度に限界をもつこと、テーパーエツチン
グでは本質的にテーパーと微細化とは合入れない
要素をもつこと、樹脂等の塗布法においては、樹
脂の特性から耐薬品性、耐エツチ性、耐温度性が
決定されるので適用できるプロセスがきわめて狭
く限定されることである。一方、塗布法による平
面化の改良技術の一つには、第１図に示すように
平面化を行うべきパターン１上にフオトレジスト
等の樹脂２を塗布しａ、選択エツチング効果の少
ないスパツタエツチングにより樹脂２全部とパタ
ーン１の一部をエツチング除去しｂ、パターン１
を平面化する方法がある（第37回応用物理学会学
術講演会講演予稿集P399、1976年）。しかしこの
方法では、平面化を行うべきパターン１とスパツ
タエツチング速度が等しい樹脂２を選択する必要
があり、かつ塗布樹脂膜が平坦になるように樹脂
膜厚を十分厚くしておくこと等が必要である。た
とえば第２図ａに示すように樹脂２塗布後の平面
に傾斜部３があると、一般に傾斜部のスパツタ率
が大きいために傾斜部が速く削られ第２図ｂに示
すように平面化すべきパターン１の周囲に溝４を
生じてしまう。また樹脂とパターン１とのスパツ
タエツチング速度が違うことからも第２図ｂに示
すような段差ｈを生じることになる。
本発明の目的は上記の欠点を解決し、溝や不要
な段差を形成することなく、かつデバイス固有の
プロセスに左右されることなく急峻な段差を解消
するパターン製造方法を提供することにある。
な段差を形成することなく、かつデバイス固有の
プロセスに左右されることなく急峻な段差を解消
するパターン製造方法を提供することにある。
すなわち本発明は段差を有する面に回転塗布に
より被膜を形成し、しかるのちに試料法線方向か
ら所定の角度だけ傾いた方向から試料全面にシヤ
ワー状のイオンビームを照射し、前記被膜及び段
差を有する面をエツチングすることを特徴とする
パターン製造方法である。
より被膜を形成し、しかるのちに試料法線方向か
ら所定の角度だけ傾いた方向から試料全面にシヤ
ワー状のイオンビームを照射し、前記被膜及び段
差を有する面をエツチングすることを特徴とする
パターン製造方法である。
次に本発明の詳細を図面を用いて説明する。
第３図に示すように段差Ｃを有するパターン１
上に樹脂２を塗布法により厚さａだけ塗布する。
このとき段差は厚さｂに軽減される。今試料の法
線方向からΘだけ傾いた方向からイオンビームを
入射したときの樹脂２に対するパターン１の相対
的なイオンエツチング速度をＲ（Θ）とすれば、
厚さａの樹脂をエツチング除去した後に生じるパ
ターン１の段差ｈは次のように求められる。樹脂
２のエツチング速度をV2、段差を有する材料
（パターン１）のエツチング速度をV1とすれば、
厚さａの樹脂をエツチングするのに要する時間は
ａ／V2である。パターン１の直上に塗布されて
いる樹脂の厚さは（ａ＋ｂ―ｃ）であるので、パ
ターン直上の樹脂がエツチング除去された後、
ａ／V2―（ａ＋ｂ―ｃ）／V2時間即ち（ｃ―
ｂ）／V2時間だけ、さらにパターン１がエツチ
ングされることになる。パターン１のエツチング
速度はV1であるので、パターン１は（ｃ―
ｂ）／V2×V1だけ削られることになる。パター
ン１の初期段差はｃであつたので、 ｈ＝ｃ―（ｃ―ｂ）／V2×V1 となる。ここで、樹脂２に対するパターン１の相
対的なエツチング速度Ｒ（θ）をＲ（θ）＝V1／V2
と定義すれば ｈ＝ｃ―（ｃ―ｂ）×Ｒ（θ） ｈ＝Ｃ（１―Ｒ（Θ））＋Ｒ（Θ）ｂ …(1) したがつてパターンの段差ｈを零にするために
は、Ｒ（Θ）とｂの関係は Ｒ（Θ）＝Ｃ／Ｃ―ｂ …(2) を満たさなくてはならない。この相対エツチング
速度Ｒ（Θ）は第４図にAZ1350J（商標：米国シプ
レー社）とSiO2の例で示すようにイオンビーム
の入射角Θの関数であるので、この入射角Θを変
えることにより(2)式を満足させることができる。
ここにイオンビームの入射角とは試料の法線方向
とイオンビームの入射方向とのなす角を意味す
る。またイオンビームの入射角を変えることによ
り第２図ａ３に示した傾斜部のエツチング速度を
試料台の回転により生じるイオンビームのシヤド
ー効果で平坦部のエツチング速度に等しくするこ
とが可能であり第２図ｂ４に示したような溝を生
じさせずに塗布膜をエツチング除去することがで
きる。
上に樹脂２を塗布法により厚さａだけ塗布する。
このとき段差は厚さｂに軽減される。今試料の法
線方向からΘだけ傾いた方向からイオンビームを
入射したときの樹脂２に対するパターン１の相対
的なイオンエツチング速度をＲ（Θ）とすれば、
厚さａの樹脂をエツチング除去した後に生じるパ
ターン１の段差ｈは次のように求められる。樹脂
２のエツチング速度をV2、段差を有する材料
（パターン１）のエツチング速度をV1とすれば、
厚さａの樹脂をエツチングするのに要する時間は
ａ／V2である。パターン１の直上に塗布されて
いる樹脂の厚さは（ａ＋ｂ―ｃ）であるので、パ
ターン直上の樹脂がエツチング除去された後、
ａ／V2―（ａ＋ｂ―ｃ）／V2時間即ち（ｃ―
ｂ）／V2時間だけ、さらにパターン１がエツチ
ングされることになる。パターン１のエツチング
速度はV1であるので、パターン１は（ｃ―
ｂ）／V2×V1だけ削られることになる。パター
ン１の初期段差はｃであつたので、 ｈ＝ｃ―（ｃ―ｂ）／V2×V1 となる。ここで、樹脂２に対するパターン１の相
対的なエツチング速度Ｒ（θ）をＲ（θ）＝V1／V2
と定義すれば ｈ＝ｃ―（ｃ―ｂ）×Ｒ（θ） ｈ＝Ｃ（１―Ｒ（Θ））＋Ｒ（Θ）ｂ …(1) したがつてパターンの段差ｈを零にするために
は、Ｒ（Θ）とｂの関係は Ｒ（Θ）＝Ｃ／Ｃ―ｂ …(2) を満たさなくてはならない。この相対エツチング
速度Ｒ（Θ）は第４図にAZ1350J（商標：米国シプ
レー社）とSiO2の例で示すようにイオンビーム
の入射角Θの関数であるので、この入射角Θを変
えることにより(2)式を満足させることができる。
ここにイオンビームの入射角とは試料の法線方向
とイオンビームの入射方向とのなす角を意味す
る。またイオンビームの入射角を変えることによ
り第２図ａ３に示した傾斜部のエツチング速度を
試料台の回転により生じるイオンビームのシヤド
ー効果で平坦部のエツチング速度に等しくするこ
とが可能であり第２図ｂ４に示したような溝を生
じさせずに塗布膜をエツチング除去することがで
きる。
次に本発明を実施例を用いて詳細に述べる。
基板上に絶縁層としてSiO2を3000Å、導体薄
膜としてモリブデン／金／モリブデン（Mo／
Au／Mo）を4200Åスパツタ蒸着した。Moは
SiO2―Au間の接着性を高めるために約100Åづつ
蒸着した。次に通常のリソグラフイ工程によりレ
ジストパターンを形成し、これをマスクとしてイ
オンエツチングを行ないMo／Au／Moの導体パ
ターンを形成した。次にこの試料に厚さ5000Åの
SiO2をスパツタ蒸着し、さらに回転塗布により、
厚さ5000ÅのAZ1350Jを有機高分子材料の塗布膜
として被着した。つづいてこの試料全面に500V
加速のアルゴンイオンビームを試料台を回転させ
ながら入射角Θ＝45゜で照射し塗布膜をエツチン
グ除去した。イオンエツチングは塗布膜が除去さ
れた後もエツチングを２分間追加し、全体で20分
行つた。このとき得られた形状を走査型電子顕微
鏡（SEM）で観察したところ巾4μmのMo／
Au／Moの導体パターンにより生じた段差は500
Å程度まで減少しエツジの傾斜角は20゜以下であ
つた。一方、イオンビームの入射角を制御せずΘ
＝0゜でイオンエツチングを行つたものではパター
ン周囲に深さ1000Å以上の溝が堀られ、良好では
なかつた。
膜としてモリブデン／金／モリブデン（Mo／
Au／Mo）を4200Åスパツタ蒸着した。Moは
SiO2―Au間の接着性を高めるために約100Åづつ
蒸着した。次に通常のリソグラフイ工程によりレ
ジストパターンを形成し、これをマスクとしてイ
オンエツチングを行ないMo／Au／Moの導体パ
ターンを形成した。次にこの試料に厚さ5000Åの
SiO2をスパツタ蒸着し、さらに回転塗布により、
厚さ5000ÅのAZ1350Jを有機高分子材料の塗布膜
として被着した。つづいてこの試料全面に500V
加速のアルゴンイオンビームを試料台を回転させ
ながら入射角Θ＝45゜で照射し塗布膜をエツチン
グ除去した。イオンエツチングは塗布膜が除去さ
れた後もエツチングを２分間追加し、全体で20分
行つた。このとき得られた形状を走査型電子顕微
鏡（SEM）で観察したところ巾4μmのMo／
Au／Moの導体パターンにより生じた段差は500
Å程度まで減少しエツジの傾斜角は20゜以下であ
つた。一方、イオンビームの入射角を制御せずΘ
＝0゜でイオンエツチングを行つたものではパター
ン周囲に深さ1000Å以上の溝が堀られ、良好では
なかつた。
ｂの値は、レジスト材料、塗布厚さａ、パター
ン段差ｃ、幅に依存するが、ここではａ＝5000
Å、ｃ＝4200Å、幅4μmの場合ｂ＝1600Åであつ
た。(2)式を用いて計算される相対エツチング速度
は、Ｒ（θ）＝1.6となる。この値の得られる入射
角を選択することが望ましいがθ＜20゜以下の入
射角では、入射角のわずかな変動に対して相対エ
ツチングの変化が若化大きくなることと、パター
ン幅がより小さい場合にはｂの値がより小さくな
ること（パターン幅が0μmの、仮想的な場合には
ｂの値はｂ＝ａ―ｃ＝800Åとなり、Ｒ（θ）＝1.2
が望ましい値となる）から、本実施例ではＲ（θ）
＝1.4となるθ＝45゜とした。なお、第４図に示し
たＲ（θ）の入射角依存性から20゜〜45゜の範囲で
は、ほぼ同一の平坦化特性が得られる。
ン段差ｃ、幅に依存するが、ここではａ＝5000
Å、ｃ＝4200Å、幅4μmの場合ｂ＝1600Åであつ
た。(2)式を用いて計算される相対エツチング速度
は、Ｒ（θ）＝1.6となる。この値の得られる入射
角を選択することが望ましいがθ＜20゜以下の入
射角では、入射角のわずかな変動に対して相対エ
ツチングの変化が若化大きくなることと、パター
ン幅がより小さい場合にはｂの値がより小さくな
ること（パターン幅が0μmの、仮想的な場合には
ｂの値はｂ＝ａ―ｃ＝800Åとなり、Ｒ（θ）＝1.2
が望ましい値となる）から、本実施例ではＲ（θ）
＝1.4となるθ＝45゜とした。なお、第４図に示し
たＲ（θ）の入射角依存性から20゜〜45゜の範囲で
は、ほぼ同一の平坦化特性が得られる。
以上述べたように本発明によりプロセスが簡単
で、再現性のある良好な段差解消方法が得られ
る。
で、再現性のある良好な段差解消方法が得られ
る。
第１図は塗布法による平面化工程を示す断面図
で、ａは樹脂を塗布した状態、ｂはエツチングを
した状態を示している。第２図は従来の方法を示
す断面図で、ａは樹脂を塗布した状態、ｂはエツ
チングをした状態を示す。第３図は本発明におけ
るパラメータを示す断面図、第４図はAZ1350Jに
対するエツチング速度の入射角依存性を示す図で
ある。 １…平面化を行なうべきパターン、２…樹脂、
３…樹脂の傾斜部、４…溝。
で、ａは樹脂を塗布した状態、ｂはエツチングを
した状態を示している。第２図は従来の方法を示
す断面図で、ａは樹脂を塗布した状態、ｂはエツ
チングをした状態を示す。第３図は本発明におけ
るパラメータを示す断面図、第４図はAZ1350Jに
対するエツチング速度の入射角依存性を示す図で
ある。 １…平面化を行なうべきパターン、２…樹脂、
３…樹脂の傾斜部、４…溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高さｃなる段差を有する面に回転塗布により
樹脂被膜を形成し、高さｂなる段差に軽減ししか
るのちに試料法線方向から所定の角度θだけ傾い
た方向から試料全面に、シヤワー状のイオンビー
ムを照射し、前記被膜及び段差を有する面をエツ
チングすることにより平坦面を具現する方法にお
いて、前記樹脂被膜に対する前記段差を有する材
料の相対エツチング速度Ｒ（θ）が Ｒ（θ）＝ｃ／ｃ―ｂ を満足するように、イオンビームの入射角θを選
ぶことを特徴とするパターン製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105279A JPS55143035A (en) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Manufacture of pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105279A JPS55143035A (en) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Manufacture of pattern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55143035A JPS55143035A (en) | 1980-11-08 |
| JPH0121617B2 true JPH0121617B2 (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=12876025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105279A Granted JPS55143035A (en) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Manufacture of pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55143035A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59114824A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の平坦化方法 |
| JPS61183931A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-16 | Trio Kenwood Corp | 絶縁膜表面の平坦化方法 |
| JPS61289635A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 表面平坦化方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166778A (en) * | 1974-10-25 | 1976-06-09 | Hitachi Ltd | Handotaisochino seizohoho |
| JPS5432985A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Flattening method for substrate surface with protrusion |
-
1979
- 1979-04-24 JP JP5105279A patent/JPS55143035A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166778A (en) * | 1974-10-25 | 1976-06-09 | Hitachi Ltd | Handotaisochino seizohoho |
| JPS5432985A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Flattening method for substrate surface with protrusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55143035A (en) | 1980-11-08 |
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