JPH01302841A - 半導体装置の配線形成方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は段差部を有する下地が形成された半導体基板上
に配線を形成するのに好適の半導体装置の配線形成方法
に関する。

［従来の技術］ 半導体装置の製造において、下地に段差部があり、この
段差部と交差するように複数個の配線を隣接して形成す
る場合、異方性ドライエツチングを使用して配線材料層
をバターニングすると、段差部においてエツチング残り
が生じ易くなる。

第２図（ａ）及び（ｂ）はこのエツチング残りの発生状
況を説明するための図であって、第２図（ａ）は半導体
装置の一部平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）に示す
半導体装置の一部を取り出して示す斜視図である。第２
図（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線２２が半導体基
板２１上に形成された下地の段差部２１ａと交差するよ
うにその上に形成されている。而して、この配線２２を
、フォトレジストをマスクとしてＲＩＥ等の異方性エツ
チングを施すことにより形成すると、エッチング終了時
には、段差部２１ａにおいて、図示のようなエツチング
残り２２ａが出易くなる。

このようなエツチング残り２２ａは、配線２２が隣接し
て形成される場合、配線間ショート等の原因となるので
配線２２を形成する場合にはエツチング残り２２ａが発
生しないようにする必要がある。

第３図（ａ）及び（ｂ）は、上述したエツチング残り２
２ａの発生を抑制するための従来の配線形成方法を工程
順に示す斜視図である。

先ず、第３図（ａ）に示すように、段差部３１ａが形成
された半導体基板３１上に配線材３２を被着し、更に、
この配線材３２上にフォトレジスト３３を塗布形成して
所望の配線パターンを転写する。次に、第３図（ｂ）に
示すように、フ第１・レジスト３３をマスクとして等方
性エツチングを施し、これにより、配線材３２をパター
ニングして所定の配線３４を形成する。この際、フォト
レジスト３３のパターン端から寸法ａだけアンダーカッ
ト３４ａが入るようにして配線３４をオーバーハング状
態と成し、これにより、段差部３１ａにエツチング残り
が発生しないようにする。

第４図（ａ＞乃至（Ｃ）は同じくエツチング残りの発生
を防止するための従来の他の配線形成方法を工程順に示
す斜視図である。先ず、第４図（ａ）に示すように、段
差部４１ａを有する下地が形成された半導体基板４１上
に配線材を被着形成し、この配線材上に第１のフォトレ
ジスト４３を塗布形成して配線パターンを転写する。続
いて、この第１のフォトレジスト４３をマスクとして、
異方性ドライエツチングを施して所定パターンを有する
配線４２を形成する。このとき、段差部４１ａに配線材
のエツチング残り４２ａが生じる（第１のフォトリソグ
ラフィー工程）。

次に、第４図（ｂ）に示すように、配線４２上の第１の
フォトレジスト４３を剥離した後、基板上に新たに第２
のフォトレジスト４４を塗布形成し、通常のフォトリソ
グラフィー技術を使用して、例えば、隣接する配線間の
エツチング残り４２ａが露出するように第２のフォトレ
ジスト４４に開口部４４ａを形成する。

次いで、第２のフォトレジスト４４をマスクとして等方
性エツチングを施すことにより、段差部４１ａのエツチ
ング残り４２ａを除去し、その後、第２のフォトレジス
ト４４を除去して、第４図（ｃ）に示すような形状を有
する配線４２を得る。

なお、この方法においては、等方性エツチング後、エツ
チング残り４２ａが僅かに残るが、この状態では配線間
ショート等の不都合は十分に回避される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の配線の形成方法において
は、以下に述べるような問題点がある。

即ち、第３図に示す従来方法の場合、アンダーカット３
４ａを利用してエツチング残りを十分に除去するために
は、段差部３１ａの側面に被着した配線材３２の略膜厚
分だけアンダーカットさせる必要がある。従って、配線
３４のパターン幅を予めアンダーカットを見込んだ分だ
け太く設定しておく必要がある。また、アンダーカット
量が多くなればそれだけ、寸法の制御性が悪くなるので
、必然的にパターン寸法のバラツキが大きくなる。

以上のことから、この従来方法の場合、微細な配線を形
成することが困難である。

また、第４図に示す従来方法のように、エツチング残り
４２ａを除去するために、第２のフォトリソグラフィー
工程を追加する場合には、この第２のフォトリソグラフ
ィー工程により形成できる開口部４４ａの最小寸法と、
第２のフォトリソグライー工程における配線パターンに
対する位置合わせ精度のマージンとを加えた寸法より、
配線間隔を小さくすることができない。このため、この
従来方法でもやはり微細な配線を形成することが困難で
ある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
配線間ショートを回避しつつ、微細な配線パターンを容
易に形成することができる半導体装置の配線形成方法を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体装置の配線形成方法は、段差部を有
する下地が形成された半導体基板上に配線材を堆積する
工程と、この配線材上にパターニングされた第１のフォ
トレジストをマスクとして前記配線材をエツチングする
ことにより所定パターンを有する配線を形成する工程と
、前記第１のフォトレジスト及び前記半導体基板上に第
２のフォトレジストを塗布形成する工程と、前記第２の
フォトレジストに全面露光及び現像を施し前記配線の側
面部分を残存させて他の部分の第２のフォトレジストを
除去する工程と、前記第１のフォトレジスト及び残存す
る第２のフォトレジストをマスクとして前記段差部に残
存している前記配線材の部分をエツチング除去する工程
とを有することを特徴とする。

［作用コ 以上のように構成された本発明によれば、第１のフォト
レジスト及び半導体基板上に形成した第２のフォトレジ
ストに対して全面露光及び現像を施す、これにより、前
記配線の側面に第２のフォトレジストが残存し、他の部
分が除去される。このため、配線パターンに対する位置
合わせを行うことなく、配線の上面及び側面に夫々第１
及び第２のフォトレジストを残すことができ、この第１
及び第２のフォトレジストをマスクとして前記段差部に
残存する前記配線材のエツチング残りを除去すれば、従
来のようにこのエツチング残りの部分が開口したフォト
レジストを形成する場合と異なり、位置合わせ精度に要
するマージンを考慮することなく、また、開口部の最小
寸法による制約を受けることなく、エツチング残りを除
去することができる。

従って、本発明によれば、配線間ショートの発生を十分
に防止しつつ配線間の間隔を狭め、しかも、パターン幅
を細く維持することができるので、微細パターンを有す
る配線を容易に形成することができる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について
具体的に説明する。

第１図（ａ＞乃至（ｅ）は本実施例方法を工程順に示す
斜視図である。各図は、各工程において形成された層構
成の一部を取り出して示すものである。

先ず、第１図（ａ）に示すように、段差部１１ａを有す
る下地の半導体基板１１上に配線１２を形成するために
、配線材として多結晶シリコン膜を基板１１上に被着し
た後、基板に、例えばノボラック系の樹脂を主成分とす
る第１のフォトレジスト１３を塗布形成し、これに所望
の配線パターンを転写する。続いて、この第１のフォト
レジスト１３をマスクとして前記多結晶シリコン膜に異
方性エツチングを施すことにより、配線１２を形成する
。続いて、第１のフォトレジスト１３をマスクとして等
方性エツチングを施すことにより、この第１のフォトレ
ジスト１３に対して、配線１２が僅かにアンダーカット
するように配線１２をエツチングする。この場合、エツ
チング量を僅かな量に抑えることにより、エツチング量
とそのバラツキを十分に制御することができる。また、
このとき、段差部１１ａには、異方性エツチングを行っ
た段階に比して、やや程度は軽くなるものの、やはり多
結晶シリコン膜のエツチング残り１２ａがある。

次に、第１図（ｂ）に示すように、基板全面に、例えば
ポリメチルメタアクリレートを主成分とする第２のフォ
トレジスト１４を塗布形成する。

次いで、第１図（Ｃ）に示すように、第２のフォトレジ
スト１４に遠紫外線を照射して全面露光を行う、この場
合に、ノボラック系の樹脂（第１のフォトレジスト１３
）はポリメチルメタアクリレート（第２のフォトレジス
ト１４）に比して遠紫外線の吸収が大きい、このため、
第１のフォトレジスト１３の側方下部のアンダーカット
に入り込んでいる第２のフォトレジスト１４の部分では
露光量が大幅に少なくなり、実質的に未露光部分１４ｂ
となる。なお、第２のフォトレジスト１４において、そ
の表面から実質的に所定深さに至る部分は露光部分１４
ａとなる。

続いて、所定の現像条件に基き第２のフォトレジスト１
４に現像処理を施すと、第１図（Ｃ）に示す露光部分１
４ａだけが除去されて、第１図（ｄ）に示すように、未
露光部分１４ｂが配線１２の側面に残存する。このため
、配線１２は上面及び側面が夫々第１のフォトレジスト
１３及び第２のフォトレジスト１４の未露光部分１４ｂ
で覆われた状態となる。また、このとき、段差部１１ａ
に残存しているエツチング残り１２ａが露出する。

その後、第１図（ｅ）に示すように、第１のフォトレジ
スト１３と第２のフォトレジスト１４の未露光部分１４
ｂとをマスクとして基板に等方性エツチングを施すこと
により、露出しているエツチング残り１２ａを除去する
。しかる後に、第１のフォトレジスト１３及び第２のフ
ォトレジスト１４の未露光部分１４ｂを除去する。この
状態で、エツチング残り１２ａは、第２のフォトレジス
ト１４の未露光部分１４ｂでマスクされた僅かな部分の
みが残っている。

なお、上述した実施例では配線材として多結晶シリコン
を使用しているが、この外にアルミニウム（Ａ１）等を
配線材として使用することもできる。

また、第２のフォトレジスト１４としては、上述したポ
リメチルメタアクリレートを主成分とするレジスト材の
外に、例えば、ポリグリシジルメタアクリレートを主成
分とするレジスト材を使用することができる。この場合
にも、遠紫外露光処理及び現像処理において、夫々露光
条件及び現像条件を適切に設定することにより、下地の
段差部１１ａにフォトレジストが残存せず、第１のフォ
トレジスト１３の側方下部のアンダーカット部分、即ち
、配線１２の側面にのみ未露光部分１４ｂが十分に残る
ようにすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、第２のフォトレ
ジストに対して全面露光及び現像を施すことにより配線
の側面にその一部を残存させて他を除去し、この残存し
た第２のフォトレジストと第１のフォトレジストとをマ
スクとして下地段差部に残存する配線材のエツチング残
りをエツチング除去するから、従来のように、フォトリ
ソグラフィー工程を追加する場合における位置合わせ精
度による寸法上の制約がなく、しかも、大きなアンダー
カットが入るような条件でエツチングする場合における
寸法上の見込み量を考慮しなくて済む、このため、微細
パターンを有する配線を容易に形成することができる。

また、同時に、配線を微細化した場合にも配線材料の残
りを効果的にエツチング除去することができるので、配
線間ショートがない高品質の微細配線を容易に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施例方法を工程順
に説明するための斜視図、第２図（ａ）及び（ｂ）は半
導体基板の段差部における配線材のエツチング残りの発
生状況を示す図であって、第２図（ａ）は一部平面図、
第２図（ｂ）は更にその一部を取り出して示す斜視図、
第３図（ａ）及び（ｂ）は第１の従来方法を工程順に示
す斜視図、第４図（ａ＞乃至（Ｃ）は第２の従来方法を
工程順に示す斜視図である。 １１．２１，３１．４１；半導体基板、１１ａ。 ２１ａ、３１ａ、４１ａ；段差部、１２．２２゜３４．
４２；配線、１２ａ、２２ａ、４２ａ；エツチング残り
、１３．４３；第１のフォトレジスト、１４，４４；第
２のフォトレジスト、１４ａ；露光部分、１４ｂ；未露
光部分、３２；配線材３３；フォトレジスト、３４ａ；
アンダーカット４４ａ；開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）段差部を有する下地が形成された半導体基板上に
   配線材を堆積する工程と、この配線材上にパターニング
   された第１のフォトレジストをマスクとして前記配線材
   をエッチングすることにより所定パターンを有する配線
   を形成する工程と、前記第１のフォトレジスト及び前記
   半導体基板上に第２のフォトレジストを塗布形成する工
   程と、前記第２のフォトレジストに全面露光及び現像を
   施し前記配線の側面部分を残存させて他の部分の第２の
   フォトレジストを除去する工程と、前記第１のフォトレ
   ジスト及び残存する第２のフォトレジストをマスクとし
   て前記段差部に残存している前記配線材の部分をエッチ
   ング除去する工程とを有することを特徴とする半導体装
   置の配線形成方法。