JPH04302134A - レジストパターン形成方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
における多層レジストプロセスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、３層レジスト構造の中間層にＳＯ
Ｇを用いた場合、図２に示すようにＳＯＧ３と上層レジ
スト６との密着性を向上させるために、Ｏ２プラズマ１
８を照射しＳＯＧ表面のＣ（炭素）を除去する必要があ
った。また、ＳＯＧ塗布後、高温でベーキングを行い上
層レジストとの密着性を向上させる必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題】しかしながら、上記方
法では以下にあげる問題がある。まずスピンコート法に
より形成されたＳＯＧ膜にＯ２プラズマを照射すること
は、ＳＯＧ膜の形成された半導体基板を回転塗布装置か
らプラズマ照射装置に移す必要がある。この事は、半導
体基板の汚染の原因になる。また、Ｏ２プラズマ照射装
置が必なり工程が複雑になる。加えて連続処理が損なわ
れる。

【０００４】さらに、Ｏ２プラズマを射照することによ
り、ＳＯＧ膜の膜厚が減少し膜厚の均一性が低下する。 このためＳＯＧ膜にはピンホールやクラックなどの欠陥
が発生する原因となっていた。また、ＳＯＧ膜を高温で
ベーキングすることは、半導体基板に悪影響をあたえる
。例えば、レジストの下に形成された膜がＡｌ（アルミ
ニウム）などの金属膜であると高温ベーキングはヒロッ
クなどの欠陥の原因となり半導体装置の品質の低下の原
因になる等、多くの問題を有するものである。本発明で
は、ＳＯＧにＯ２プラズマ処理を行わず上層レジストと
の密着性を向上させるＳＯＧの表面処理方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるレジストパターン形成方法は、下層レ
ジスト上にスピンオングラス法により酸化膜を形成する
工程と、この酸化膜をアルカリ水溶液にさらして該酸化
膜表層に改質層を形成する工程と、前記酸化膜上の前記
アルカリ水溶液を洗浄する工程と、該洗浄後の前記酸化
膜上に上層レジストを形成する工程とを有する。

【０００６】

【作用】本発明によるレジストパターン形成方法におい
て、酸化膜表面をアルカリ水溶液で処理を施すことによ
り、酸化膜の成分とアルカリ水溶液中のＮ（ＣＨ３）４
（ヘキサメチルアンモニウム）が反応し、これらの成分
から形成される酸化膜の改質層を形成することによって
、上層レジストの溶剤との混合層を形成し上層レジスト
との密着性を向上させる作用をする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとずいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す工程図
である。図１（Ａ）において、半導体基板１上に下層レ
ジスト２として、例えば、富士ハント社製ＨＰＲ２０４
（商品名）をスピンコート法により１００００〜２００
００オングストロームの膜厚で塗布する。さらに、該下
層レジスト膜２上に酸化膜３、例えば、東レダウコーニ
ングシリコーン社製ＴＳＩＲ２０５（商品名）を１００
０〜１５００オングストロームの膜厚でスピンコート法
により形成する。

【０００８】つぎに図１（Ｂ）に示すように、この酸化
膜３上にアルカリ水溶液４、例えば、シプレイファーイ
ースト社製ＭＦ６２２（商品名）を約２０〜１００ＣＣ
滴下させ酸化膜３を約３０〜６０秒間アルカリ水溶液に
さらす。このとき、酸化膜３の表面にはアルカリ水溶液
中に存在するＮ（ＣＨ３）４と酸化膜３中の主成分であ
るシロキサンが反応し、該酸化膜３表層がこの反応によ
って生成した改質層５になる。

【０００９】図１（Ｃ）に示すように、前記改質層５上
に上層レジスト６として、例えば、シプレイファーイー
スト社製ＳＡＬ６０１（商品名）を４０００〜７０００
オングストロームの膜厚で形成する。このとき、前記改
質層５と上層レジスト６との境界面にはこれら両者が混
合したインターレイヤー７が形成される。上層レジスト
６に電子線などのエネルギー線を照射し感光させる露光
処理をおこなう。露光処理により感光した上層レジスト
６は、上層レジストの現像液に不溶解となり図１（Ｄ）
に示すような上層レジストのパターン６ａを形成するこ
とができる。

【００１０】つぎに、この上層レジストパターン６ａを
マスクにして前記酸化膜３のパターニングをおこなう。 該酸化膜３のパターニングは、ＣＨＦ３とＣＦ４の混合
ガスを用いかつ、上層レジストパターン６ａをエッチン
グマスクとしてドライエッチングでおこなう。このとき
、上層レジスト６と前記酸化膜３の改質層５によってで
きたインターレイヤー７は、ドライエッチングによって
同時にパターニングすることが可能である

【００１１】
しかしインターレイヤー７には前記酸化膜３のエッチン
グガスに強い耐ドライエッチング性を有する上層レジス
ト６が混在しており、このためにインターレイヤー７の
存在は該酸化膜３のエッチングレートを低下させる。図
３はインターレイヤーのエッチングレートの低下を示す
図である。図３で横軸は酸化膜３のアルカリ処理の時間
を示し、縦軸に該酸化膜３のみのエッチングレートに対
するエッチングレートを示す。図３からインターレイヤ
ーのエッチングレートは、アルカリ処理時間に比例して
低下することがわかる。

【００１２】しかし、改質層５上に形成されているイン
ターレイヤー７の膜厚は、図４に示すように１００オン
グストローム程度でありアルカリ処理時間を最適化する
ことにより、改質層５の膜厚を減少させることによりイ
ンターレイヤー７膜厚を少なくすることが可能である。 図１（Ｅ）に示すように、このようにしてパターニング
を行った酸化膜３ａをマスクにして、下層レジスト２を
Ｏ２プラズマでドライエッチングすることにより、パタ
ーニングを行う。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、酸化膜３をスピンコート法で形成したあと、アル
カリ処理を行うことにより、上層レジストとの密着性が
改良された。また、Ｏ２プラズマの照射が不要となった
ため、回転塗布装置から半導体基板を取り出すことなし
に、酸化膜３を形成した後ただちに同一のラインでもっ
て、アルカリ処理を行うことが可能である。従って、酸
化膜３を形成後、外部ラインに取り出すこと無く同一ラ
インで処理することは工程の容易化になるだけでなく、
処理のための時間短縮になるという利点の他に、アルカ
リ処理は現存のレジストコーターあるいはレジスト現像
機を使用することが可能であり、コストダウンにおいて
も優れた結果をもたらす。加えて、半導体基板を外部ラ
インに持ち出すことによって生じる半導体基板の汚染を
減少することができ、それによって半導体装置の歩留ま
りが向上する。

【００１４】さらに、従来Ｏ２プラズマを照射すること
が原因で生じる酸化膜３中のピンホールやクラックなど
の欠陥を防止することが可能となった。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための工程図であ
る。

【図２】従来のＯ２プラズマを用いた処理方法を説明す
るためのレジストプロセス工程図である。

【図３】インターレイヤーのエッチングレートの低下を
示す図である。

【図４】酸化膜上に形成されるインターレイヤー膜厚と
改質層との関係を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　半導体基板 ２　　　　下層レジスト ３　　　　酸化膜 ４　　　　アルカリ水溶液 ５　　　　改質層 ６　　　　上層レジスト ７　　　　インターレイヤー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下層レジスト上にスピンオングラス法
   により酸化膜を形成する工程と、この酸化膜をアルカリ
   水溶液にさらして該酸化膜表層に改質層を形成する工程
   と、前記酸化膜上の前記アルカリ水溶液を洗浄する工程
   と、該洗浄後の前記酸化膜上に上層レジストを形成する
   工程とを有することを特徴とするレジストパターン形成
   方法。