JPH04100229A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH04100229A
JPH04100229A JP21861990A JP21861990A JPH04100229A JP H04100229 A JPH04100229 A JP H04100229A JP 21861990 A JP21861990 A JP 21861990A JP 21861990 A JP21861990 A JP 21861990A JP H04100229 A JPH04100229 A JP H04100229A
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JP
Japan
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layer
resist
resist layer
etching
opening
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Pending
Application number
JP21861990A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomiyasu Saito
齋藤 富康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To restrain the side etching of the lower resist layer comprising a multilayer resist thereby enabling a multilayer resist mask to be formed with high precision by a method wherein the second and first resist layers exposed in the opening formed in the third resist layer are successively and selectively removed by reactive ion etching step so that the second opening penetrating the first and second insulating layers may be formed corresponding to the first opening. CONSTITUTION:The opening width wo in the upper layer resist pattern 1 is smaller i.e. about 1/2 than the corresponding specified opening width w. The resist layer 21 in higher etching rate than the other layer 22 around the opening wo starts to be etched away using the layer 22 as a mask. Simultaneously with the etching step of the resist layer 21, the resist layer 22 is etched away more slowly to increase the opening width so that the bottom part of an opening 4 may finally reach the interface of a conductive layer 3. Successively, the etching step is contained until the opening width wo reaches the specified width w.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 多層レジストの構造およびそのパターンニング方法に関
し。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding the structure of a multilayer resist and its patterning method.

酸化性ガスを用いる反応性イオンエツチングによるパタ
ーンニングにおいて該多層レジストを構成する下部レジ
スト層に生じるサイドエツチングを低減し高精度の多層
レジストマスクを形成可能とすることを目的とし。
The object of the present invention is to reduce side etching that occurs in a lower resist layer constituting a multilayer resist during patterning by reactive ion etching using an oxidizing gas, thereby making it possible to form a highly accurate multilayer resist mask.

反応性イオンエツチングにおけるエツチング速度がRt
である第1のレジスト層を基板の一表面に形成し、前記
反応性イオンエツチングにおけるエツチング速度がRt
 (ただしRZ<R1)なる第2のレジスト層を該第1
のレジスト層上に形成し、前記反応性イオンエツチング
に対して耐性を有する第3のレジスト層から成るパター
ンを該第2のレジスト層上に形成し、該第3のレジスト
層から成るパターンをマスクとして該第2のレジスト層
および第1のレジスト層を前記反応性イオンエツチング
により順次パターンニングする諸工程を含むように構成
する。
The etching rate in reactive ion etching is Rt
A first resist layer is formed on one surface of the substrate, and the etching rate in the reactive ion etching is Rt
(where RZ<R1) is applied to the first resist layer.
A pattern consisting of a third resist layer formed on the resist layer and having resistance to the reactive ion etching is formed on the second resist layer, and the pattern consisting of the third resist layer is masked. The method is configured to include steps of sequentially patterning the second resist layer and the first resist layer by the reactive ion etching.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体装置の製造における多層レジストの構
造およびそのパターンニングに関する。
The present invention relates to the structure of a multilayer resist and its patterning in the manufacture of semiconductor devices.

半導体装置の集積度が高くなるにともなって微細かつ複
雑化するパターンの形成を容易にするために、配線等の
多層化が趨勢となりつつある。その結果、上層の配線等
ほど、大きな段差を有する下地上に形成されることにな
る。このような配線等をパターンニングするためのレジ
スト層には。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor devices increases, the trend is toward multilayer wiring and the like in order to facilitate the formation of increasingly finer and more complex patterns. As a result, the wiring, etc. in the upper layer is formed on a base having a larger step. A resist layer for patterning such wiring etc.

段差に対応して層厚分布が生じる。A layer thickness distribution occurs corresponding to the level difference.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一方、紫外線等を用いるレジストの露光における定在波
効果が存在することが知られている。定在波効果は、微
細パターンを形成するための縮小投影のような、単色光
を用いる露光において顕著に生じる。定在波効果を避け
るためには、レジスト層厚の制御が必要であるが、上記
のような段差のある表面全体におけるレジスト層の層厚
を、定在波効果を生じない適当な値に制御することは実
際上困難である。この問題を解決する一手法として、多
層レジスト技術が開発された。多層レジストの構造は、
下地表面の段差すなわち凹凸を解消するための平坦化層
と、この平坦化層をパターンニングするためのレジスト
層とから成る。
On the other hand, it is known that there is a standing wave effect when exposing a resist using ultraviolet rays or the like. The standing wave effect occurs significantly in exposure using monochromatic light, such as reduction projection for forming fine patterns. In order to avoid the standing wave effect, it is necessary to control the resist layer thickness, but it is necessary to control the thickness of the resist layer on the entire surface with the steps mentioned above to an appropriate value that does not cause the standing wave effect. It is practically difficult to do so. Multilayer resist technology has been developed as one method to solve this problem. The structure of multilayer resist is
It consists of a flattening layer for eliminating steps or irregularities on the underlying surface, and a resist layer for patterning this flattening layer.

通常の光あるいは電子線を用いるリソグラフ法によりレ
ジスト層をパターンニングしたのち、このレジスト層を
マスクとして1反応性イオンエツチング(RI B)の
ような異方性エツチング法により。
After patterning the resist layer by a lithographic method using ordinary light or an electron beam, an anisotropic etching method such as reactive ion etching (RIB) is performed using this resist layer as a mask.

平坦化層をパターンニングする。したがって、平坦化層
は、前記のような定在波効果の影響を受けずに、所望の
微細パターンに加工される。
Patterning the planarization layer. Therefore, the planarization layer is processed into a desired fine pattern without being affected by the standing wave effect as described above.

〔発明が解決しようとする課題] 上記平坦化層は、一般にノボラック樹脂のような有機高
分子から成り、そのパターンニングは。
[Problems to be Solved by the Invention] The flattening layer is generally made of an organic polymer such as novolac resin, and its patterning is.

通常、酸素プラズマを用いるRIEによって行われる。This is usually done by RIE using oxygen plasma.

このRIBは、基板表面に垂直に入射する酸素イオン(
0゛)による異方性エツチングが主であるが、同時に発
生する酸素ラジカルによる等方性エツチングが随伴して
生じ、これによるサイドエツチングが無視できない。こ
れを第3図を参照して説明する。
This RIB uses oxygen ions (
Although anisotropic etching is mainly caused by 0°), isotropic etching is also caused by oxygen radicals generated at the same time, and the side etching caused by this cannot be ignored. This will be explained with reference to FIG.

同図(a)において、符号3は多層レジストを用いてパ
ターンニングされる1例えばアルミニウム等から成る導
電層であり、この上に前記平坦化層2が形成されている
。そして、平坦化層2上には。
In the figure (a), reference numeral 3 denotes a conductive layer made of aluminum or the like, which is patterned using a multilayer resist, and the flattening layer 2 is formed on this conductive layer. And on the planarization layer 2.

酸素プラズマに対して耐性を有する1例えば有機シリコ
ン化合物系のレジストから成る上層レジストパターン1
が形成されている。
An upper resist pattern 1 made of, for example, an organic silicon compound resist 1 that is resistant to oxygen plasma.
is formed.

上層レジストパターン1をマスクとして、酸素プラズマ
を用いるRIEにより、平坦化層2をエツチングすると
、前記のような酸素ラジカルによる等方性エツチングに
より、同図(b)に示すように。
When the flattening layer 2 is etched by RIE using oxygen plasma using the upper resist pattern 1 as a mask, the isotropic etching by oxygen radicals as described above results in a pattern as shown in FIG.

パターンニングされた平坦化層2の側壁に、Xで示す量
のサイドエツチングが生じる。このとき。
Side etching of an amount indicated by X occurs on the sidewalls of the patterned planarization layer 2. At this time.

導電層3表面における平坦化層2の開口幅をWとする。Let W be the opening width of the planarization layer 2 on the surface of the conductive layer 3.

上記のサイドエツチングにより、開口の周囲において導
電層3をマスクする平坦化層2の実効的な層厚が減少し
ているが、平坦化層2をマスクとして導電層3をエツチ
ングする場合、一般に、平坦化層2も無視できないエツ
チングを受けるため開口幅Wがyだけシフトする。
Due to the side etching described above, the effective layer thickness of the planarizing layer 2 that masks the conductive layer 3 around the opening is reduced, but when etching the conductive layer 3 using the planarizing layer 2 as a mask, generally, Since the planarization layer 2 is also subjected to non-negligible etching, the opening width W is shifted by y.

ところで、半導体ウェハ等の基板上における平坦化層2
には、実際上1層厚分布が存在する。したがって、最も
大きい層厚の平坦化層2に所定寸法の開口が形成される
ようなエツチング条件を設定する。その結果、基板上に
おける平坦化層2の開ロ幅W、サイドエツチング量X、
さらにはシフト量yにバラツキが生じる。
By the way, the flattening layer 2 on a substrate such as a semiconductor wafer
Actually, there is a one-layer thickness distribution. Therefore, etching conditions are set such that an opening of a predetermined size is formed in the planarization layer 2 having the largest thickness. As a result, the opening width W of the planarization layer 2 on the substrate, the side etching amount X,
Furthermore, variations occur in the shift amount y.

上記のような原因が錯綜して生じる開口幅Wおよびシフ
ト量yの変動によって、導電層3をパターン精度グして
成る配線の幅ないしは相互間隔に誤差が生じることにな
る。
Fluctuations in the opening width W and shift amount y caused by a combination of the above-mentioned causes cause errors in the width or mutual spacing of the wiring formed by patterning the conductive layer 3 with precision.

上記の問題は、サイドエツチングがない垂直な側壁を有
する理想的な開口を平坦化層2に形成することできれば
解決されるのであるが、実際には。
The above problem could be solved if an ideal opening with vertical sidewalls without side etching could be formed in the planarization layer 2, but in reality.

前述のような酸素ラジカルや斜め入射イオンによるサイ
ドエツチングを完全に避けることは困難である。
It is difficult to completely avoid side etching caused by oxygen radicals and obliquely incident ions as described above.

ところで、上記のような開口におけるサイドエツチング
を低減する手法として、酸素を含むエツチングガスに5
iC1a等を添加することにより、開口の側壁に有機物
の保護膜を堆積する方法が提案されている。しかし、こ
の方法によれば、エツチング装置の内壁に付着した保護
膜がガス放出源となったりあるいは塵埃発生源となるた
めに、装置の保守に手間を要し1また。工程の制御が不
安定になる欠点がある。
By the way, as a method for reducing the side etching in the openings as described above, 50% of the etching gas containing oxygen is added to the etching gas.
A method has been proposed in which a protective film of an organic substance is deposited on the side wall of the opening by adding iC1a or the like. However, according to this method, the protective film attached to the inner wall of the etching apparatus becomes a source of gas emission or dust generation, so maintenance of the apparatus is labor-intensive. There is a drawback that process control becomes unstable.

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、酸化性ガスを用い
る反応性イオンエツチングによる多層レジストのパター
ンニングにおいて、該多層レジストを構成する下部レジ
スト層(平坦化層)に生じるサイドエツチングを低減し
高精度の多層レジストマスクを形成可能とし、以て配線
のパターン精度を向上することを目的とする。
In view of the above conventional problems, the present invention reduces side etching that occurs in the lower resist layer (flattening layer) constituting the multilayer resist when patterning a multilayer resist by reactive ion etching using an oxidizing gas. The purpose of this invention is to enable the formation of highly accurate multilayer resist masks, thereby improving wiring pattern accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は9反応性イオンエツチングにおいて第1のエ
ツチング速度を示す第1のレジスト層を与える液状のレ
ジストを基板の一表面に塗布する工程と、前記反応性イ
オンエツチングにおいて前記第1のエツチング速度より
小さい第2のエツチング速度を示す第2のレジスト層を
与える液状のレジストを該第1のレジスト層が形成され
た該基板表面に塗布する工程と、該第2のレジスト層が
形成された該基板表面に前記反応性イオンエツチングに
対して耐性を有し且つ該基板表面に画定された所定領域
に対応する開口が設けられた第3のレジスト層を形成す
る工程と、該第3のレジスト層に設けられた該開口内に
表出する該第2のレジスト層および第1のレジスト層を
前記反応性イオンエツチングにより順次選択的に除去し
て前記開口に対応して該第1および第2の絶縁層を貫通
する第2の開口を形成する工程とを含むことを特徴とす
る本発明に係る半導体装置の製造方法、または2反応性
イオンエツチングにおいて第1のエツチング速度を示す
第1のレジスト層を基板の一表面に形成する工程と、前
記反応性イオンエツチングにおいて前記第1のエツチン
グ速度より小さい第2のエツチング速度を示す2のレジ
スト層を該第1のレジスト層上に形成する工程と、前記
反応性イオンエツチングに対して耐性を有する第3のレ
ジスト層から成るパターンを該第2のレジスト層上に形
成する工程と、該第3のレジスト層から成るパターンを
マスクとして該第2のレジスト層および第1のレジスト
層を前記反応性イオンエツチングにより順次パターン精
度グする工程とを含むことを特徴とする本発明に係る半
導体装置の製造方法によって達成される。
The above purpose is to apply a liquid resist on one surface of a substrate to provide a first resist layer exhibiting a first etching rate in reactive ion etching, and applying a liquid resist that provides a second resist layer exhibiting a lower second etching rate to the surface of the substrate on which the first resist layer is formed; and the substrate on which the second resist layer is formed. forming a third resist layer on its surface that is resistant to the reactive ion etching and has an opening corresponding to a predetermined region defined on the substrate surface; The second resist layer and the first resist layer exposed in the provided opening are sequentially and selectively removed by the reactive ion etching to form the first and second insulating layers corresponding to the opening. forming a second opening penetrating the layer; or a first resist layer exhibiting a first etching rate in two-reactive ion etching; forming on one surface of the substrate; forming on the first resist layer two resist layers exhibiting a second etching rate lower than the first etching rate in the reactive ion etching; forming on the second resist layer a pattern made of a third resist layer that is resistant to reactive ion etching; and using the pattern made of the third resist layer as a mask, forming the second resist layer. and sequentially pattern-accurately patterning the first resist layer by the reactive ion etching.

〔作 用〕[For production]

多層レジストにおける平坦化層のおよそ下半分を、酸素
プラズマを用いるRIEにおけるエツチング速度が高い
レジスト層で、上半分をエツチング速度が低いレジスト
層でそれぞれ構成しておき。
Approximately the lower half of the planarization layer in the multilayer resist is made up of a resist layer with a high etching rate in RIE using oxygen plasma, and the upper half is made up of a resist layer with a low etching rate.

これらを前記RIEによりパターンニングする。上記サ
イドエツチング量Xは、平坦化層の側壁が酸素ラジカル
や斜め入射イオンに曝される時間にほぼ比例する。した
がって、上記のように平坦化層の下半分をエツチング速
度の高いレジスト層とすることによって、全体のエツチ
ング時間が短縮され、所定幅の開口が形成されたときの
サイドエツチング量は従来より減少する。
These are patterned by the RIE described above. The side etching amount X is approximately proportional to the time during which the side wall of the planarization layer is exposed to oxygen radicals or obliquely incident ions. Therefore, by using a resist layer with a high etching rate as the lower half of the flattening layer as described above, the overall etching time is shortened, and when an opening of a predetermined width is formed, the amount of side etching is reduced compared to the conventional method. .

上記開口内に下層が表出すると下層がエツチングされ始
めるが、上層底部における開口幅の拡がる速度に比べて
下層における縦方向のエツチング速度が大きいため、下
層におけるサイドエツチングは小さい、したがって、下
層底部における開口幅が所定値に達したときにおけるサ
イドエツチング量は従来の172程度以下となる。
When the lower layer is exposed in the above-mentioned opening, the lower layer starts to be etched. However, since the vertical etching speed of the lower layer is higher than the rate of widening of the opening width at the bottom of the upper layer, the side etching in the lower layer is small. Therefore, the side etching at the bottom of the lower layer is The amount of side etching when the opening width reaches a predetermined value is about 172 or less than that of the conventional method.

このように、従来よりサイドエツチングが少ない、すな
わち、より垂直に近い側壁を有する開口が平坦化層に形
成される。したがって、この平坦化層の層厚分布による
開口幅のバラツキ、および。
In this way, openings are formed in the planarization layer with less side etching, ie, with more vertical sidewalls, than in the prior art. Therefore, the opening width varies due to the layer thickness distribution of this flattening layer.

この平坦化層をマスクとして導電層をパターンニングす
るときの開口のシフトが低減され、その結果、高寸法精
度の配線を形成できる。
The shift of the opening when patterning the conductive layer using this planarization layer as a mask is reduced, and as a result, wiring with high dimensional accuracy can be formed.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図(a)に示すように1図示しない絶縁層に覆われ
た半導体装置基板10上に9例えばアルミニウムから成
る導電層3を堆積したのち、導電層3上に、第1のレジ
スト溶液を塗布し、これを所定温度でベーキングして第
1のレジスト層21を形成する0次いで、第1のレジス
ト層21上に第2のレジスト溶液を塗布し、これを所定
温度でベーキングして第2のレジスト層22を形成する
。レジスト層21と22が従来の平坦化層を構成する。
As shown in FIG. 1(a), a conductive layer 3 made of, for example, aluminum is deposited on a semiconductor device substrate 10 covered with an insulating layer (not shown), and then a first resist solution is applied onto the conductive layer 3. Next, a second resist solution is applied on the first resist layer 21 and baked at a predetermined temperature to form a second resist layer 21. A resist layer 22 is formed. Resist layers 21 and 22 constitute a conventional planarization layer.

そして、第2のレジスト層22上にフォトレジストを塗
布し。
Then, a photoresist is applied on the second resist layer 22.

これを、光または電子線を用いるリソグラフによりパタ
ーンニングして上層レジストパターンIを形成する。
This is patterned by lithography using light or electron beams to form an upper resist pattern I.

なお、レジスト層21は、レジスト層22に比べて。Note that the resist layer 21 is different from the resist layer 22.

酸素プラズマを用いるRIBによるエツチング速度が高
いことを要する。また、レジストパターン1は、上記酸
素プラズマを用いるRIBに対して充分な耐性を有する
ことを要する。これらに適合するレジスト材料の例は次
のごとくである。
A high etching rate by RIB using oxygen plasma is required. Further, the resist pattern 1 is required to have sufficient resistance to RIB using the oxygen plasma. Examples of resist materials that meet these requirements are as follows.

レジスト層21:  Z−CMRloo   日本ゼオ
ン社製レジスト層22:  NPR−820長瀬産業社
製レジストパターン1 : Z−5EN620  日本
ゼオン社製レジスト層21はPMMA (ポリメタクリ
ル酸メチル)樹脂系、レジスト層22はノボラック樹脂
系であり。
Resist layer 21: Z-CMRloo Resist layer 22 manufactured by Zeon Co., Ltd. NPR-820 Resist pattern 1 manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.: Z-5EN620 Resist layer 21 manufactured by Zeon Co., Ltd. is PMMA (polymethyl methacrylate) resin system, resist layer 22 is a novolac resin type.

これらの間のエツチング速度比は約2=1である。The etching rate ratio between these is approximately 2=1.

レジストパターン1は有機シリコン化合物系であり、酸
素プラズマを用いるRIBによるエツチング速度は、レ
ジスト層21または22の1150〜1/100程度で
ある。
The resist pattern 1 is made of an organic silicon compound, and the etching rate by RIB using oxygen plasma is about 1150 to 1/100 of that of the resist layer 21 or 22.

上層レジストパターン1をマスクとして、酸素プラズマ
を用いるRIBにより、レジスト層21およびレジスト
層21を順次エツチングする。このエツチング条件の例
は、平行平板型のRIE装置を用い。
Using upper resist pattern 1 as a mask, resist layer 21 and resist layer 21 are sequentially etched by RIB using oxygen plasma. In this example of etching conditions, a parallel plate type RIE apparatus is used.

これに酸素ガス導入し、全圧を0.03Torrに制御
してプラズマを発生させる。
Oxygen gas is introduced into this, and the total pressure is controlled to 0.03 Torr to generate plasma.

上記RIEにより、第1図(b)に示すように、まずレ
ジスト層22がエツチングされて開口4が形成され1次
いで、開口4内に表出するレジスト層21がエツチング
される。このときのエツチングの進行状況を第2図に模
式的に示す、同(a)における■ないし■は、上記エツ
チングにおける開口4の断面の経時変化の順序を示す。
By the RIE, as shown in FIG. 1(b), the resist layer 22 is first etched to form the opening 4, and then the resist layer 21 exposed in the opening 4 is etched. The progress of the etching at this time is schematically shown in FIG. 2. In FIG. 2(a), marks 1 to 2 indicate the order in which the cross section of the opening 4 changes over time during the etching.

開口4内にレジスト層21が表出した直後においては、
レジスト層21との界面における開口幅は。
Immediately after the resist layer 21 is exposed in the opening 4,
The opening width at the interface with the resist layer 21 is as follows.

■の曲線で示すように、上層レジストパターン1におけ
る対応する開口幅w0の約172程度と小さい、この開
口周囲のレジスト層22をマスクとして。
As shown by the curve (2), the resist layer 22 around this opening, which is as small as about 172 times the corresponding opening width w0 in the upper resist pattern 1, is used as a mask.

より高いエツチング速度を有するレジスト層21がエツ
チングされ始める。レジスト層21のエツチングと同時
に、レジスト層22のエツチングがより緩やかに進行し
、■の曲線のように、開口幅が増大し、ついには、■の
曲線のように、開口4の底部が導電層3との界面に達す
る。そして、同図い)に示すように、底部における開口
幅が所定値Wになるまでエツチングを行う。
The resist layer 21, which has a higher etching rate, begins to be etched. At the same time as the etching of the resist layer 21, the etching of the resist layer 22 progresses more slowly, and the opening width increases as shown by the curve . reaches the interface with 3. Then, as shown in FIG. 1), etching is performed until the opening width at the bottom reaches a predetermined value W.

上記のように、レジスト層21のエツチング速度はレジ
スト層22のそれに比べて充分に大きいので。
As mentioned above, the etching rate of the resist layer 21 is sufficiently higher than that of the resist layer 22.

底部における開口幅がWになったときにおける開口4の
側壁の最大のサイドエツチング量Xは、第3図に示す従
来の方法におけるよりも小さい。
The maximum side etching amount X of the side wall of the opening 4 when the opening width at the bottom is W is smaller than that in the conventional method shown in FIG.

なお、平坦化層22および21のエツチングにおいて。Note that in etching the planarization layers 22 and 21.

上層レジストパターン1に無視できないエツチングが生
じ、上層レジストパターン1のエツジ部分が後退する。
A non-negligible etching occurs in the upper resist pattern 1, and the edge portion of the upper resist pattern 1 recedes.

これは、上記開口幅およびサイドエツチングを増大させ
る要因となる。したがって。
This becomes a factor that increases the opening width and side etching. therefore.

実際には、上層レジストパターン1に設けられる開口寸
法は、この後追分を見込んで、あらかじめ小さくしてお
く。平坦化層21および22の開口の最大サイドエツチ
ング量Xは、上層レジストパターン1における上記のよ
うに後退したエツジを基準に示しである。
In fact, the size of the opening provided in the upper resist pattern 1 is made small in advance in anticipation of additional addition. The maximum side etching amount X of the openings in the flattening layers 21 and 22 is shown based on the edge of the upper resist pattern 1 that has retreated as described above.

第4図は、第3図に示した従来の多層レジスト層のパタ
ーンニングにおける平坦化層2のエツチングの進行状況
を模式的に示した図であって、同図(a)における符号
■ないし■は、開口断面の経時変化の順序である。■は
、開口の底部が導電層3に達した直後の状態で、導電層
3との界面における開口幅は未だ所定値Wには達してい
ないが、開口上部においては、すでに上層レジストパタ
ーン1の下にのサイドエツチングが生じている。平坦化
層2のエツチングを続け、同図[有])に示すように底
部における開口幅が所定値Wに達したときにエツチング
を停止する。なお、前記と同様に、平坦化層2のエツチ
ングにおいて、当初の開口幅W0を有する上層レジスト
パターン1のエツジ部分が後退する。サイドエツチング
量Xは、上層レジストパターン1における上記後退した
エツジを基準に示しである。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the progress of etching of the flattening layer 2 in the conventional patterning of the multilayer resist layer shown in FIG. is the order of change of the aperture cross section over time. (3) shows the state immediately after the bottom of the opening reaches the conductive layer 3, and the opening width at the interface with the conductive layer 3 has not yet reached the predetermined value W, but the upper resist pattern 1 has already reached the upper resist pattern 1 at the top of the opening. There is side etching at the bottom. Etching of the planarization layer 2 is continued, and the etching is stopped when the opening width at the bottom reaches a predetermined value W, as shown in FIG. Note that, similarly to the above, in etching the planarization layer 2, the edge portion of the upper resist pattern 1 having the original opening width W0 recedes. The side etching amount X is shown based on the above-mentioned retreated edge in the upper resist pattern 1.

図示のように、平坦化層2が単一のレジスト層から成る
場合には9層厚方向に一定速度のエツチングが行われ、
その間に大きなサイドエツチングが生しる。その結果、
所定幅Wの開口が形成されたときに導電層3上に残る平
坦化層2の実効的な層厚が小さく、導電層3のパターン
ニングにおいて、開口幅Wがyだけシフトする。
As shown in the figure, when the planarization layer 2 is composed of a single resist layer, etching is performed at a constant rate in the thickness direction of nine layers.
In between, large side etchings occur. the result,
When an opening with a predetermined width W is formed, the effective layer thickness of the planarization layer 2 remaining on the conductive layer 3 is small, and in patterning the conductive layer 3, the opening width W is shifted by y.

これに対して9本発明によれば、平坦化層21および2
2におけるサイドエツチングが低減され、より垂直に近
い側壁を有する開口が形成されるため開口幅Wのバラツ
キが減少し、かつ、導電層3のパターンニングにおいて
マスクとなる平坦化層21の実効的層厚が大きい。した
がって、導電層3のパターンニングにおける前記開口幅
Wのシフト量yが小さ(、より高精度の配線パターンを
形成可能となる。
On the other hand, according to the present invention, the planarization layers 21 and 2
Since the side etching in 2 is reduced and an opening having a more vertical sidewall is formed, the variation in the opening width W is reduced, and the effective layer of the planarization layer 21 that serves as a mask in patterning the conductive layer 3 is reduced. Large thickness. Therefore, the amount of shift y of the opening width W in patterning the conductive layer 3 is small (and a more accurate wiring pattern can be formed).

なお、上記実施例においては、平坦化層を、エツチング
速度の異なる2つのレジスト層で構成したが、平坦化層
を、下層ほどエツチング速度の高い2層以上のレジスト
層で構成することにより。
In the above embodiment, the planarization layer was made up of two resist layers having different etching rates, but the planarization layer can be made up of two or more resist layers whose etching rate is higher as the lower layer goes.

さらに高精度のパターンニングが可能となることは明ら
かである。
It is clear that even more precise patterning becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、多層レジストの平坦化層におけるサイ
ドエツチングを低減でき1段差の大きい表面上に形成さ
れる配線等の微細パターンを高精度で形成可能とする効
果がある。
According to the present invention, side etching in the flattening layer of a multilayer resist can be reduced, and a fine pattern such as a wiring formed on a surface with a large one-step difference can be formed with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理説明図 第2図は本発明の多層レジスト構造の平坦化層における
エツチングの進行状況を示す模式図。 第3図は従来の問題点説明図。 第4図は従来の多層レジスト構造の平坦化層におけるエ
ツチングの進行状況を示す模式図である。 図において。 1は上層レジストパターン、  2は平坦化層。 3は導電層、  4は開口。 10は半導体装置基板、21と22はレジスト層である
。 本発明の原理説明図 従来の間B点説+3Jl囚 第 図 本発明の多層レジスト構造の平場化1におけろエツチン
グの直行状況 エツチングの直行状況 第4 囚
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the progress of etching in the flattening layer of the multilayer resist structure of the present invention. FIG. 3 is a diagram explaining the problems of the conventional technology. FIG. 4 is a schematic diagram showing the progress of etching in the flattening layer of a conventional multilayer resist structure. In fig. 1 is an upper resist pattern, and 2 is a flattening layer. 3 is a conductive layer, 4 is an opening. 10 is a semiconductor device substrate, and 21 and 22 are resist layers. Explanatory diagram of the principle of the present invention Conventional theory B point theory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)反応性イオンエッチングにおいて第1のエッチン
グ速度を示す第1のレジスト層を与える液状のレジスト
を基板の一表面に塗布する工程と、前記反応性イオンエ
ッチングにおいて前記第1のエッチング速度より小さい
第2のエッチング速度を示す第2のレジスト層を与える
液状のレジストを該第1のレジスト層が形成された該基
板表面に塗布する工程と、 該第2のレジスト層が形成された該基板表面に前記反応
性イオンエッチングに対して耐性を有し且つ該基板表面
に画定された所定領域に対応する開口が設けられた第3
のレジスト層を形成する工程と、 該第3のレジスト層に設けられた該開口内に表出する該
第2のレジスト層および第1のレジスト層を前記反応性
イオンエッチングにより順次選択的に除去して前記開口
に対応して該第1および第2の絶縁層を貫通する第2の
開口を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
(1) A step of applying a liquid resist to one surface of the substrate to provide a first resist layer exhibiting a first etching rate in reactive ion etching, and a step of applying a liquid resist on one surface of the substrate, and in the reactive ion etching, the etching rate is lower than the first etching rate. applying a liquid resist that provides a second resist layer exhibiting a second etching rate to the surface of the substrate on which the first resist layer is formed; and the surface of the substrate on which the second resist layer is formed. a third substrate which is resistant to the reactive ion etching and is provided with an opening corresponding to a predetermined region defined on the surface of the substrate;
forming a resist layer; and sequentially selectively removing the second resist layer and the first resist layer exposed in the opening provided in the third resist layer by the reactive ion etching. and forming a second opening that penetrates the first and second insulating layers in correspondence with the opening.
(2)反応性イオンエッチングにおいて第1のエッチン
グ速度を示す第1のレジスト層を基板の一表面に形成す
る工程と、 前記反応性イオンエッチングにおいて前記第1の速度よ
り小さい第2の速度を示す第2のレジスト層を該第1の
レジスト層上に形成する工程と、前記反応性イオンエッ
チングに対して耐性を有する第3のレジスト層から成る
パターンを該第2のレジスト層上に形成する工程と、 該第3のレジスト層から成るパターンをマスクとして該
第2のレジスト層および第1のレジスト層を前記反応性
イオンエッチングにより順次パターンニングする工程 とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2) forming a first resist layer on one surface of the substrate that exhibits a first etching rate in reactive ion etching, and exhibits a second rate that is lower than the first rate in the reactive ion etching; forming a second resist layer on the first resist layer; and forming a pattern on the second resist layer comprising a third resist layer that is resistant to the reactive ion etching. and sequentially patterning the second resist layer and the first resist layer by the reactive ion etching using the pattern made of the third resist layer as a mask. Method.
(3)前記第1および第2のレジスト層の間に少なくと
も1層の中間レジスト層が設けられており、該第1およ
び第2のレジスト層と中間レジスト層の前記反応性イオ
ンエッチングにおけるエッチング速度を下層ほど高くし
たことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置
の製造方法。
(3) At least one intermediate resist layer is provided between the first and second resist layers, and the etching rate of the first and second resist layers and the intermediate resist layer in the reactive ion etching is 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the lower the layer, the higher the height.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017011127A (en) * 2015-06-23 2017-01-12 東京エレクトロン株式会社 Etching method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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