JPH0367260B2 - - Google Patents

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JPH0367260B2
JPH0367260B2 JP59166624A JP16662484A JPH0367260B2 JP H0367260 B2 JPH0367260 B2 JP H0367260B2 JP 59166624 A JP59166624 A JP 59166624A JP 16662484 A JP16662484 A JP 16662484A JP H0367260 B2 JPH0367260 B2 JP H0367260B2
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molybdenum nitride
nitride layer
angstroms
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Jeroomu Kimu Manjin
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路の製造に関するものであつ
て、更に詳しく言えば、写真食刻によるパターン
形成に関連して感光材料で被覆されたモリブデン
部材の表面からの反射光を低減させることに関す
る。
集積回路製造プロセスの最終工程近くにおいて
は、その表面上に金属層（たとえばモリブデン
層）が設置されるのが普通である。この製造段階
では、集積回路を形成すべきウエーハの表面は一
般に平坦でなく、急な階段部を含んでいることが
多い。写真食刻技術によつてその金属層にパター
ン形成を施す場合、金属層の高い反射率および基
板中における段階部の存在のためにホトレジスト
の露光量が不均一となり、従つて形成されるパタ
ーンが不規則なものとなる。その結果、パターン
化されたホトレジストを用いて金属層中に食刻さ
れたパターンの線幅は階段部の近傍において不均
一となる。また、反射がもたらす輻射線の定常波
のためにホトレジストの露光量が不均一になる結
果、基板の平坦部分上に位置する金属層のパター
ンの線幅も不均一となる。
本発明の目的の１つは、集積回路ウエーハ中の
モリブデン層の高反射性表面上に位置する感光材
料層の露光量を実質的に均一にするための方法を
提供することにある。
また、集積回路の製造に際してモリブデンの反
射性表面がもたらす悪影響を低減させるのに役立
つ、現行の製造プロセスに適合した簡単な方法を
提供することも本発明の目的の１つである。
本発明は、感光材料層の使用によりパターンを
印刻したマスクからモリブデン層に対してそのパ
ターンを光学的に転写するためモリブテン層に前
処理を施す方法に関する。かかる方法の実施の一
態様に従えば、モリブテン層からの反射光を低減
させるための窒化モリブデン層をモリブデン層上
に生成されるのに十分な温度および時間条件の下
でモリブデン層がアンモニア蒸気に暴露され、次
いでその窒化モリブデン層上に感光材料層が設置
される。
本発明に固有のものと信じられる新規な特徴
は、前記特許請求の範囲中に詳細に記載されてい
る。とは言え、本発明の構成や実施方法並びに上
記以外の目的や利点は、添付の図面を参照しなが
ら以下の説明を考察することによつて最も良く理
解できよう。
先ず第１図を見ると、各種厚さの窒化モリブデ
ン層で被覆されたモリブデン表面のアルミニウム
露出面に対する相対反射率を波長の関数として表
わした１群のグラフが示されている。グラフ１１
を求めるに当つては、スパツタリングによつてシ
リコンウエーハ上に厚さ3000オングストロームの
モリブデン層を形成し、その表面から得られる反
射光を200〜400nｍの範囲内の各波長において測
定し、そしてアルミニウム基準面から得られる反
射光と反応波長において比較した。同様にグラフ
１２は、スパツタリングによつてシリコンウエー
ハ上に厚さ3000オングストロームのモリブデン層
を形成してから1000℃で30分間のアニール処理を
施し、その表面から得られる反射光を200〜400n
ｍの範囲内の各波長において測定し、そしてアル
ミニウム基準面から得られる反射光と対応波長に
おいて比較することにより求めたもである。また
グラフ13は、スパツタリングによつてシリコンウ
エーハ上にモリブデン層を形成し、次いでその上
に厚さ400オングストロームの窒化モリブデン
（Mo2N）層を生成させたものを用いて求められ
た。かかる窒化モリブデン層を生成させるために
は、表面上にモリブデン層を有する基板を水平の
開口管状炉内に配置し、その中に10（容量）％の
アンモニアと残部の窒素との混合ガスを毎分２リ
ツトルの速度で流した。約500℃の温度に設定さ
れた炉内の区域に基板を移動させ、そこにおいて
10分間にわたり基板をアンモニアと窒素との混合
ガスに暴露し、次いで炉外に取出した。その結
果、モリブデン層の未反応部分の上方に密着しか
つモリブデン層の上面を完全に被覆する厚さ約
400オングストロームの窒化モリブデン層が生成
された。モリブデン層上に窒化モリブデンを生成
させる上記の方法は本発明の場合と同じ譲受人に
譲渡された1982年３月29日付の米国特許出願第
362682号明細書中に記載されているのであつて、
その内容は引用によつて本明細書中に併合される
ものとする。かかる厚さ約400オングストローム
の窒化モリブデン層の表面からの反射光がアルミ
ニウム基準面からの反射光と各波長において比較
された、グラフ14，15，16および17はそれぞれ
600、800、1400および2200オングストロームの窒
化モリブデン層で被覆されたモリブデン表面のア
ルミニウム基準面に対する相対反射率を波長の関
数として表わしたものである。かかる厚さ600、
800、1400および2200オングストロームの窒化モ
リブデン層は、それぞれ550℃、600℃、650℃お
よび700℃の炉内温度を使用しながら上記の方法
に従つて10分でモリブデン層上に生成された。ス
パツタリング形成モリブデン層上に生成された各
種厚さの窒化モリブデン（Mo2N）層に関するグ
ラフ13〜17を検討すれば明らかな通り、慨して言
えば、グラフ11に示されたスパツタリング形成モ
リブデン層からの反射光およびアニール処理モリ
ブデン層からの反射光のいずれと比較しても、窒
化モリブデン層の厚さの増大に伴つて吸収光が増
加し、従つて反射光が減少する。
第１図中に示されたグラフは、表示の層から空
気中への相対反射率に関するものである。これら
のグラフは、表示層からホトレジスト層中への相
対反射率を表わすグラフに近似している。
第１図中のグラフを利用すれば、パターン形成
時における反射光を低減させるためモリブデン層
上に生成させるべき窒化モリブデン層の厚さを容
易に求めることができる。たとえば、ポリメチ
ル・メタクリレートのごときホトレジスト層を露
光するために約250nｍの波長の光を窒化モリブ
デン層に照射するものと仮定しよう。第１図中の
グラフを検討すると、グラフ１６によつて表わさ
れるごとく、スパツタリング形成モリブデン層上
に生成された厚さ1400オングストロームの窒化モ
リブデン層は反射光をアルミニウム基準面からの
反射光の約35％にまで低減させ、従つてこの厚さ
の窒化モリブデン層を使用すればよいことが明ら
かとなる。
所望ならば、400オングストロームより小さい
か2200オングストロームより大きい窒化モリブデ
ン層の厚さ並びにグラフ中に示された厚さの中間
の厚さについても、グラフ13〜17と同様なグラフ
を実験的に求めることができる。また、所望なら
ば、かかるグラフを200nｍより小さい波長およ
び400nｍより大きい波長まで延長することもで
きる。
窒化モリブデン層の使用は、スパツタリング形
成モリブデン層の表面から上部のホトレジスト層
中への反射光を低減させるという望ましい性質を
有するばかりでなく、表面上にモリブデンパター
ンを有する基板の以後の加工操作に適合するとい
う点でも特に有利である。すなわち、モリブデン
導体上に生成された窒化モリブデン層は、注入イ
オンや移動イオンの通過を低減させるばかりでな
く、モリブデン導体を用いた集積回路の製造にお
いて使用される各種の化学薬剤（たとえば硫酸や
過酸化水素）によるモリブデンの侵食や酸化物の
生成をも低減させるのである。ホストレジスト層
にパターン形成を施した後、適当な乾式エツチン
グ剤（たとえば四塩化炭素と酸素との混合ガス）
の使用によつて窒化モリブデン層およびモリブデ
ン層が除去される。なお、この混合ガスを使用し
た場合には、モリブデン層は窒化モリブデン層よ
りもやや遅い速度でエツチングを受ける。
所望ならば、上記の保護を達成するためモリブ
デン層上に窒化モリブデン層を残留させてもよい
し、あるいはたとえば上記のもののごとき適当な
エツチング剤を用いて窒化モリブデン層のみを除
去してもよい、更にはまた、適当な温度および時
間条件の下で窒化モリブデン層を水素の還元雰囲
気に暴露することによつてモリブデンに再転化し
てもよい、このような方法は本発明の場合と同じ
譲渡人に譲渡された1983年４月28日付の米国特許
出願第489613号明細中に記載されているのであつ
て、その内容は引用によつて本明細書中に併合さ
れるものとする。
次に第２図を見ると、本発明方法の特定の応用
例を説明するために役立つ構造物２０の断面図が
示されている。先ず、10Ω・cmの抵抗率を示しか
つ結晶の（100）面に平行な主面２２を有する厚
さ約10ミルのＰ型シリコン半導体材料製基板２１
が用意される。清浄処理を施した後、かかる基板
を乾燥酸素中において1000℃で酸化することによ
つて厚さ1000オングストロームの二酸化シリコン
層２３が生成される。次いで、通常のスパツタリ
ング装置の使用により、二酸化シリコン層２３上
に厚さ3000オングストロームのモリブデン層２４
が形成される。かかるスパツタリング装置とは、
モリブデン製のターゲツトを不活性ガスイオンで
衝撃することによつてモリブデンを二酸化シリコ
ン層２３上に沈着させるようなものである。その
後、表面上にモリブデン層２４を有する基板２１
が水平の開口管状炉内に配置され、その中に10
（容量）％のアンモニアと残部の窒素との混合ガ
スが毎分２リツトルの速度で流される。約650℃
の温度に設定された炉内の区域に基板を移動さ
せ、そこにおいて10分間にわたり基板をアンモニ
アと窒素との混合ガスに暴露した後、基板が炉外
に取出される。その結果、モリブデン層２４の未
反応部分の上方に密着しかつモリブデン層２４の
上面を完全に被覆する厚さ約1400オングストロー
ムの窒化モリブデン層２５が生成される。なお、
モリブデン層上に窒化モリブデン層を生成させる
ための上記方法は前述の米国特許出願第362682号
明細書中に記載されている。前述の通り、この厚
さの窒化モリブデン層によれば、250nｍの波長
における窒化モリブデン層からの反射光はアルミ
ニウム基準面からの反射光の35％にまで低減され
る。その後、窒化モリブデン層上に適当なホトレ
ジスト層２６が設置される。かかる目的のために
適するホトレジストは、250nｍの波長の光に対
して感受性を有するPMMA（ポリメチル・メタノ
クリレート）のごときホトレジストである。表面
上に各種の材料層を有する基板２０を適当な装置
（たとえば約250nｍの波長で動作する写真食刻投
射または焼付装置）内に配置してホトレジスト層
中に像を形成した後、現像が行われる。現像済み
のホトレジスト層を利用することにより、窒化モ
リブデン層で被覆されたモリブデン層中にパター
ンが食刻される。かかるパターンの食刻は、上記
のような四塩化炭素と酸素との混合ガスのごとき
適当な乾式エツチング剤を用いて達成される。次
いで、残留するホトレジスト層が除去される。こ
うして得られた構造物に対しては、集積回路にお
いて所望される最終構造に応じた以後の加工操作
を施すことができる。
モリブデン層上に反射防止膜として窒化モリブ
デン層を使用することの大きな利点の１つは、前
述の通り、以後の加工操作に際してモリブデン層
を保護するために窒化モリブデン層を利用し得る
ことである。所望ならば、上記のごとき反応イオ
ンエツチング法によつて窒化モリブデン層を除去
することもできる。更にまた、前述の米国特許出
願第489613号明細書中に記載のごとく、窒化モリ
ブデン層を還元雰囲気（たとえば水素）に暴露す
ることによつてモリブデンに再転化することもで
きる。
以上、特定の実施の態様に関連して本発明を記
載したが、たとえば上記のごとき様々な変更を加
え得ることは当業者にとつて自明であろう。それ
故、前記特許請求の範囲は本発明の精神および範
囲から逸脱しない限りあらゆる実施の態様を包括
するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
第１図はモリブデン層上に生成された各種厚さ
の窒化モリブデン層のアルミニウム露出面に対す
る相対反射率を波長の関数として表わし、またス
パツタリング形成モリブデン層およびアニール処
理モリブデン層のアルミニウム露出面に対する相
対反射率を波長の関数として表わした１群のグラ
フ、そして第２図は本発明の実施の一態様を説明
するために役立つ構造物の断面図である。 図中、２０は構造物、２１は基板、２２は主
面、２３は二酸化シリコン層、２４はモリブデン
層、２５は窒化モリブデン層、そして２６はホト
レジスト層を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 感光材料層の使用によりパターンを印刻した
    マスクからモリブデン層に対して前記パターンを
    光学的に転写するため前記モリブテン層に前処理
    を施す方法において、前記モリブテン層からの反
    射光を低減させるための窒化モリブデン層を前記
    モリブデン層上に生成させ、次いで前記窒化モリ
    ブデン層上に前記感光材料層を設置することを特
    徴とする方法。 ２ 前記窒化モリブデン層を生成させるのに十分
    な温度および時間条件の下で前記モリブデン層を
    アンモニア蒸気に暴露することによつて前記モリ
    ブデン層上に前記窒化モリブデン層が生成される
    特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記窒化モリブデン層がMo2Nの組成を有す
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記窒化モリブデン層の厚さが約400〜約
    2200オングストロームの範囲内にある特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ５ 前記感光材料層が約200〜約400オングストロ
    ームの範囲内の波長に対して感受性を有するホト
    レジスト層である特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
JP59166624A 1983-08-22 1984-08-10 モリブデン層からの反射光低減法 Granted JPS6076736A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52509083A 1983-08-22 1983-08-22
US525090 2000-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6076736A JPS6076736A (ja) 1985-05-01
JPH0367260B2 true JPH0367260B2 (ja) 1991-10-22

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ID=24091876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59166624A Granted JPS6076736A (ja) 1983-08-22 1984-08-10 モリブデン層からの反射光低減法

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DE (1) DE3428564A1 (ja)
GB (1) GB2145539B (ja)

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Publication number Publication date
DE3428564C2 (ja) 1987-08-13
GB8416974D0 (en) 1984-08-08
DE3428564A1 (de) 1985-03-14
JPS6076736A (ja) 1985-05-01
GB2145539A (en) 1985-03-27
GB2145539B (en) 1986-08-28

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