JPH04165612A - パターン形成方法 - 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〕 本発明はパターン形成方法に関し、特に半導体素子の微
細加工におけるフォトレジスト膜のパターン形成方法に
関する。

〔従来の技術〕

現在、半導体素子の製造工程には、フォトレジストを用
いる方法が一般に適用されている。フォトレジストには
ポジ型とネガ型の２種類があるが、その扱い易さからポ
ジ型フォトレジストが主に用いられている。すなわち、
半導体基板上にポジ型フォトレジストを塗布し、これに
マスクなどを通して選択的に露光を行ない、次で現像処
理により露光された部分を取り除くことによりパターン
を形成するものである。このようなパターン形成法にお
いては、半導体基板上に形成された膜からの露光光の反
射によりパターンの形状が悪化する場合がある。以下図
面を参照して説明する。

第３図はアルミニウム等の高反射材料膜１４で被れた半
導体基板１の酸化硅素膜２による段差部３の近くにレジ
ストパターン６Ａを形成した場合の断面図である。この
ようなレジストパターン６Ａを形成するためには第４図
に示すように、半導体基板１にフォトレジスト膜６を塗
布法により形成し、し青へい膜１１を有するマスク１２
を用いてパターンとして残る部分が感光されないように
選択的に露光を行なう。しかし、レジストバタ−ン６Ａ
が段差部３に近いと、段差部３の側面からの反射光９Ａ
によりパターンとして残るべきじゃへい領域８内のフォ
トレジスト膜まで感光され、パターンの形状が設計と異
なってしまうという問題がある。このように、半導体基
板側からの露光光９の反射を抑えることが必要な場合が
あり、そのためにいくつかの方法が用いられている。

一般的に用いられるのは、フォトレジスト膜に露光光を
吸収する染料を加えることにより、反射光９Ａをフォト
レジスト膜６中で減衰される方法である。他の方法とし
て半導体基板１の表面に反射防止膜をもうけるという方
法がある。これは、半導体基板１の高反射材料膜１４上
に露光光９を吸収する材料を含んだ樹脂を塗布し、反射
防止膜を形成した後、フォトレジストを塗布し露光を行
なうという方法である。この反射防止膜はフォトレジス
ト現像時フォトレジスト膜様に現像される。フォトレジ
スト膜を通過した露光光は反射防止膜で大半が吸収され
、反射光の強度を弱めることができる。

また、第５図に示すように、半導体基板１上の高反射材
料膜１４上に９化硅素などの無機膜１３をもうける方法
もある。この場合はフォトレジスト膜６を通過した露光
光９は、一部が無機膜１３上で反射され、一部は無機膜
１３中を通過し高反射材料［１１４上で反射され再びフ
ォトレジスト膜６中にもどってくる。このとき無機膜１
３の厚さを適当に選ぶことにより、無機１１１３上での
反射光９Ｂと高反射材料１１１１４上での反射光９Ｃの
重ね合せの光の強度を弱めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のパターン形成方法は、以下のような問題
点があった。

まず、フォトレジスト膜に染料を加える方法では、反射
光のみならず露光光も吸収されるので、染料を加えすぎ
るとフォトレジスト膜の解像力が低下する。このため、
染料を加える割合が限られている。そのため、アルミニ
ウムなどの高反射材料膜の段差部の側面からの反射など
、特に強い反射を生じる場合には効果は少ない。

また、反射防止膜を用いる方法では、反射防止膜のパタ
ーンとその上のレジストパターンとでパターンの寸法が
異なってしまうという問題があった。

更に、無機膜を用いる方法においては、半導体基板上の
段差部の側面上で無機膜の厚さが均一にならないため、
段差部側面の反射防止には効果が十分得られない。

〔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、半導体基板上に形成され
た高反射材料膜上にフォトレジスト膜を形成したのち、
選択的に露光・現像処理を行なうフォトレジスト膜のパ
ターン形成方向において、前記高反射材料膜上に金属粒
子膜を形成したのちフォトレジスト膜を形成するもので
ある。

〔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
は本発明の第１の実施例を説明するための半導体チップ
の断面図である。

半導体基板１上に段差部３を有する酸化硅素膜２を形成
したのちアルミニウム［４を形成する。

次でこのアルミニウム［１４上に数１０Å以下の粒子か
らなるタングステン粒子膜５を形成する。このタングス
テン粒子膜５は通常のタングステン膜形成用スパッタ装
置により短時間スパッタを行なうことにより形成する。

このとき膜は完全にはできずに、タングステンは粒子状
に分布する。次でこのタングステン粒子膜５上にフォト
レジスト膜６を塗布法により形成する。

露光時、露光領域７には露光光りが照射され、しやへい
領域８には光が当たらず、感光しないようになっている
。このとき段差部３の側面に当たる露光光りは、タング
ステン粒子膜５により散乱され、特定方向へ光が強く反
射されることが防止される。

本実施例においては、波長４３６ｎｍの露光光９を用い
た場合、反射率がアルミニウムの反射率の約１／３に低
下する。よってレジストパターンとして残されるしヤへ
い領域内のフォトレジスト膜６が、段差部側面からの反
射光によって感光されることはなく、段差近傍に精度の
よいレジストパターンを形成することができる。

また本第１の実施例におけるタングステン粒子膜５は十
分に薄いため、従来の反射防止膜と異なり、この膜を残
したまま次のエツチング工程に進んでもなんら支障は生
じない。

第２図は本発明は第２の実施例を説明するための半導体
チップの断面図である。

半導体基板１の表面には段差部３を有する酸化硅素膜２
を形成し、その上にアルミニウム膜４Ａを形成する６更
にこのアルミニウムＩｇＩ４Ａ上に酸化硅素膜２Ａを形
成し、さらにその上にタングステン粒子膜５を形成する
。本第２の実施例においては、段差部３の側面にタング
ステン粒子膜５が均一に分布せずに、露光光９の一部が
タングステン粒子膜５で散乱せずに下へ通過した場合に
も特定方向への強い反射が生じないようになっている６
表面に形成されたフォトレジスト膜６と酸化硅素膜２Ａ
の屈折率はほぼ等しいので、露光光りは酸化硅素Ｍ２Ａ
の表面ではほとんど反射せずに酸化硅素膜２Ａ中へ入射
し、その下のアルミニウム膜４Ａの表面で反射され、再
びタングステン粒子膜５に達し、そこで散乱する。よっ
て、タングステン粒子膜５が段差部３の側面に均一に分
布しない場合でも、十分に段差部３の側面における反射
光が特定方向に強度が強くなることを防止できる。

尚、上記実施例においては高反射材料膜としてアルミニ
ウム膜を用いた場合について説明したがこれに限定され
るものではなく、チタンやタングステン等の他の金属膜
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、段差のある半導体基板上
の高反射材料膜上に金属の粒子膜を形成し、露光光をこ
の膜により散乱させることにより、段差部側面での光の
反射が特定方向に強くなることを防止できるため、段差
近傍にレジストパターンを精度よく形成することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の実施例を説
明するための半導体チップの断面図、第３図〜第５図は
従来例を説明するための半導体チップの断面図である。 １・・・半導体基板、２，２Ａ・・・酸化硅素膜、３・
・段差部、４，４Ａ・・・アルミニウム膜、５・・・タ
ングステン粒子膜、６・・・フォトレジスト膜、６Ａ・
・・レジストパターン、７・・・露光領域、８・・・し
やへい領域、９・・・露光光、９Ａ〜９Ｃ・・・反射光
、１０・・・散乱光、１１・・・し青へい膜、１２・・
・マスク、１３・・−無機膜、１４・・・高反射材料Ｍ
６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に形成された高反射材料膜上にフォトレ
   ジスト膜を形成したのち、選択的に露光・現像処理を行
   なうフォトレジスト膜のパターン形成方法において、前
   記高反射材料膜上に金属粒子膜を形成したのちフォトレ
   ジスト膜を形成することを特徴とするパターン形成方法
   。