JPH03230511A - パターンの形成方法 - 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〕 本発明は、パターンの形成方法に関し、特に半導体集積
回路の作成における各種半導体基板へのパターンの形成
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、レジストパターンをマスクとして平行平板電極型
リアクティブ・イオンエツチング装置等を用いて半導体
基板上の被加工膜を加工した場合、エツジが非常に急峻
となり、第４図（ａ）に示したように、半導体基板１１
の上の被加工膜１２の上に形成した被膜２５が他の部分
に形成した被膜２５′から切断したり、あるいは切断し
ない場合でもエツジ２６の部分で被膜２５の厚さが大き
く変化するような場合が生じていた。この切断事故を防
ぐために、第４図（ｂ）に示すように、被加工膜１２に
ゆるやかな傾斜をもたせる必要が生じていた。

このためには、第５図（ａ）に示すように、半導体基板
１１上の被加工膜１２上に傾斜をもったレジストパター
ン２７を形成し、次に第５図（ｂ）に示すように、被加
工膜１２をスパッタエツチングなどでエツチングする。

このとき、レジストパターン２７もエツチングが進行し
、膜厚の薄いエッチ部がまず除去され、その下の被加工
膜１２が露出する。露出した被加工膜１２は以前から露
出していた被加工膜１２とともにエツチングされるよう
になる。その結果、第５図（ｃ）に示したように、エッ
チ部が傾斜したパターンを有する被加工膜１２が得られ
る。

この加工方法においては、傾斜をもったレジストパター
ンを精度よく形成することが非常に重要であるか、従来
このようなパターンを形成するためには、レジストパタ
ーンを形成した後、レジストパターンの軟化点より高い
温度でベークを行ない、パターンをフローさせるような
方法が用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のレジスｌ−パターンの形成方法は、パタ
ーンの変形を利用しているので、寸法精度よく加工する
ことか難しく、制御性および再現性に欠けるという欠点
がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のパターン形成方法は、半導体基板上の被加工股
上にポジ型レジスト被膜を形成する工程と、このレジス
ト被膜を露光及び現像し凹型パターンを形成する工程と
、この凹型パターンの一部領域を露光及び現像し逆テー
パ形状を有するレジストパターンを形成する工程と、こ
のレジストパターンをマスクとして被加工膜をリアクテ
ィブイオンエツチングする工程を有する。また、本発明
のパターン形成方法は、半導体基板上の被加工膜上にポ
ジ型レジスト被膜を形成する工程と、この被膜上に水溶
性樹脂よりなる被膜を形成する工程と、この水溶性樹脂
よりなる被膜上にポジ型レジスト被膜を再度形成する工
程と、このポジ型レジスト被膜を露光及び現像し凹型パ
ターンを形成する工程と、この凹型パターンの一部領域
を露光及び現像し下層ポジ型レジスト被膜よりなる逆テ
ーパ形状を有するパターンを形成する工程と、このレジ
ストパターンをマスクとして被加工膜をリアクティブイ
オンエツチングする工程とを有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を工程順に示し
た断面図である。第１図（ａ）では半導体基体１１上に
被加工膜１２、例えば多結晶シリコン被膜を０．４μｍ
の膜厚で被着形成する。次いでポジ型レジスト被膜１３
、例えばＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリレート）被膜
を１．５μｍの膜厚で塗布し、３００　ｎｍ以下の露光
光１４を用いた投影露光装置によって露光する。

露光されるパターンは１．ＯＸｌ、ＯＪｉｍのホールパ
ターンであるか、このパターンは、０．１程度の十分に
低い開口数（ＮＡ）の露光機で露光されるか、もしくは
特願昭６２−１２５２１５に記載の方法を用い、かつレ
ジスト表面から０．４μｍ程度の深さまで現像進行する
のに足る露光量で露光する。

第１図（ｂ）は、レジスト被膜１３を現像液、例えはト
ルエンで現像し凹型パターン１５を形成した様子を示し
である。

第１図（ｃ）では上記凹型パターンの直上に３００　ｎ
ｍ以下の露光光１６を用いた投影露光装置によって、０
．５μｍ幅のスリットパターンを転写した様子を示した
。凹型パターン１５のレンズ効果によって露光光１６は
下方に広げられる。次いで、トルエンによって現像する
と第１図（ｄ）に示した様な断面形状をもつレジストパ
ターン１７が得られる。

上記レジストパターン１７をマスクとして被加工膜１２
をリアクティブイオンエツチングすると、応用物理学会
１９８８年秋季講演集Ｐ５６７に河津等によって示され
たように、被加工膜にテーパをつけた加工が可能である
。第２図（ａ）には半導体基体１１上の被加工膜１２に
テーパのついてスリットパターンが形成された場合の平
面図、第２図（ｂ）にはその断面図を示した。

第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例を工程順
に示した断面図である。第３図（ａ＞では半導体基体１
１上に被加工膜１８、例えばシリコン酸化膜を膜厚０．
５μｍで形成し、次いでボジ型フォトレジスト被膜１つ
、例えば東京応化製のＴＳＭＲ８９００を膜厚１．５μ
ｍの膜厚で塗布し被膜を形成する。その上に、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）の被膜２０を膜厚８０〇八で形
成し、この被膜の上に高忌度かつ解像力の低いポジ型フ
ォトレジスト被膜２１、例えば東京応化製の０ＦＰＲ５
０００を膜厚０．５ｕｍで塗布し被膜を形成する。次い
て、２　Ｘ　２　Ｂ　ｍのホールパターンをＮＡ＝０．
３５のｇ線（λ−４３６ｎｍ）縮小投影露光装置を用い
て露光する。

第３図（ｂ）では、上記によって露光されたレジストを
有機アルカリ現像７夜、例えば東京応化製のＮＭＤ−３
で現像するか、レジスト被膜２１は十分に少ない露光量
で露光しであるので凹型パターン１５が得られる。

次に第３図（ｃ）に示したように、ＮＡ＝０゜５４のｇ
線縮小投影露光装置を用いて０．７ＸＯ３７μｍのホー
ルパターンを露光する。このときレジスト被膜２］に形
成された凹型パターンのレンズ効果によって露光光は下
方に広げられる。

第３図（ｄ）では、上記露光されたレジストを前記ＮＭ
Ｄ−３によって現像した様子を示しである。ＰＶＡ被膜
２０は水溶性であるため、レジスト被膜２１の未露光部
及びＰＶＡ被膜２０はレジスト被膜１つの現像時に同時
に除去されレジストパターン２４が形成される。

この後、第１の実施例に記載したのと同様の方法で酸化
膜の被加工膜１８にテーパのついたコンタクトホールか
形成される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レジスト上部あるいは３
層レジスト構造における最上層に露光及び現像によって
凹型レンズ構造をもつレジストパターンを形成し、この
凹型レジストパターン領域を露光及び現像することによ
って逆テーパ形状を有するレジストパターンと形成する
ことが可能てあり、このレジストパターンをマスクとし
てリアクデイブイオンエッチング装置により被加工膜に
順テーパをつけることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を工程順
に示した断面図、第２図（ａ）は本発明の第１の実施例
に従って加工された被加工膜及び半導体基体の平面図、
第２図（ｂ）はその断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は本
発明の第２の実施例を工程順に示した断面図、第４図（
ａ）は従来技術の問題点を指摘するための断面図、第４
図（ｂ）は従来技術の問題点を解決する方法を示した断
面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は従来技術の問題点を解決
するための工程を示した断面図である。 １１・・・半導体基体、１２．１８・・・被加工膜、１
３．１９．２１・・・ポジ型レジスト被膜、１４１６．
２２．２３・・・露光光、１５・・・凹型パターン、１
７，２４．２７・・・レジストパターン、２０９．・Ｐ
ＶＡ被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に直接もしくはこの基体とは異なる物質膜
   を介してポジ型レジストよりなる被膜を形成する工程と
   、露光及び現像し凹レンズ形状を有するパターンをレジ
   スト被膜表面に形成する工程と、凹レンズ状パターンの
   一部あるいは全領域を再度露光及び現像し前記凹レンズ
   状パターンの下にレジストパターンを形成する工程と、
   このレジストパターンをマスクとして被加工膜をリアク
   ティブイオンエッチングする工程とを備えていることを
   特徴とするパターンの形成方法。