JPH05160105A - ウエットエッチング方法 - Google Patents

ウエットエッチング方法

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JPH05160105A
JPH05160105A JP34887691A JP34887691A JPH05160105A JP H05160105 A JPH05160105 A JP H05160105A JP 34887691 A JP34887691 A JP 34887691A JP 34887691 A JP34887691 A JP 34887691A JP H05160105 A JPH05160105 A JP H05160105A
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JP
Japan
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aqueous solution
resist
etching
positive resist
etchant
Prior art date
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Application number
JP34887691A
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English (en)
Inventor
Hirobumi Watanabe
博文 渡辺
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイドエッチング量の小さいHF水溶液とN
4 F水溶液の2成分からなるエッチャントBHF(バ
ッファードフッ酸)を用いてエッチングが行なえ、か
つ、エッチャントが充分にコンタクトホールに浸透させ
ることができ、最終的に良好なエッチング形状を得るこ
とができ、コンタクトホール形成の次工程のメタルのス
テップカバレッジを向上させることができるウエットエ
ッチング方法を提供する。 【構成】 ポジレジストの表面を親水性に改質し、HF
水溶液とNH4 F水溶液の2成分から成るエッチャント
BHFが微細なコンタクトホールに浸透するようにする
工程とサイドエッチング量の小さい前記エッチャントで
SiO2 をエッチングする工程を順次行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエットエッチング方
法に関し、より詳しくは、良好なエッチング形状を得る
ことができるウエットエッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のコンタクトホール形成技術にあっ
ては、3μmルールぐらいまでは、HF水溶液とNH4
F水溶液の混合エッチャントBHF(バッファードフッ
酸)でウエットエッチングを行うことによりコンタクト
ホールを形成していた。この方法では、レジストはSi
2 膜との密着性がポジより良好なネガレジストがエッ
チングマスクに用いられていた。
【0003】ところが、半導体デバイスの小型化、回路
パターンの微細化に伴い、3μmルール以下でのコンタ
クトホール形成にあたって、ウエットエッチングではサ
イドエッチングによりエッチング寸法の制御性が確保さ
れないため、垂直エッチングが可能なドライエッチング
が主流となり、また、ドライプロセスではレジストは密
着性がさほど要求されないので、微細加工に有利なポジ
レジストが用いられるようになってきた。
【0004】さらに微細化が進み、1.2μmルールく
らいから、コンタクトホールのアスペクト比が大きくな
ると、メタルのステップカバレッジが悪くなるという問
題が出てきた。
【0005】そこで、この問題を解決する1つの方法と
し、まず、ある程度ウエットエッチングでサイドエッチ
ングを行い、次にドライエッチングで垂直にエッチング
するという、2つのエッチング法を組み合わせること
で、図1に示したような、エッジのとれたコンタクトホ
ールを形成しようとする試みがなされている。図1にお
いて、1はシリコンウエハ、2はSiO2 層、3はレジ
ストである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術のウエットエッチングとドライエッチングの併用プロ
セスにおいては、以下のような問題点が発生した。ま
ず、コンタクトホールサイズが小さいために、エッチャ
ントBHF(バッファードフッ酸)自体の表面張力のた
めにエッチャントBHFが充分入らないホールができて
しまう。そこで、BHFがコンタクトホールに入りやす
くするためにBHFに界面活性剤を混ぜたエッチャント
を使用すると、今後は、すべてのコンタクトホールにエ
ッチャントは浸透するが、レジストとSiO2 の界面に
もエッチャントが浸透し、サイドエッチングが大きく進
行し、近接するコンタクトホールとつながってしまうと
いう問題が生じた。
【0007】本発明は上記の点を解決しようとするもの
で、その目的は、サイドエッチング量の小さいHF水溶
液とNH4 F水溶液の2成分からなるエッチャントBH
F(バッファードフッ酸)を用いてエッチングが行な
え、かつ、エッチャントが充分にコンタクトホールに浸
透させることができ、最終的に良好なエッチング形状を
得ることができ、コンタクトホール形成の次工程のメタ
ルのステップカバレッジを向上させることができるウエ
ットエッチング方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポジレジスト
の表面を親水性に改質し、HF水溶液とNH4 F水溶液
の2成分から成るエッチャントBHFが微細なコンタク
トホールに浸透するようにする工程とサイドエッチング
量の小さい前記エッチャントでSiO2 をエッチングす
る工程を含むエッチング方法を提供する。本発明の第1
のウエットエッチング方法は、ポジレジストをマスクと
しHF系の水溶液で微細なパターンを形成する工程にお
いて、ポジレジストを塗布前にレジストの密着性向上剤
ヘキサメチルジシラザンの処理をする工程と、ポジレジ
ストを塗布し、ベークする工程と、形成したいパターン
マスクを用いて酸素が存在する雰囲気下でUV光で露光
する工程と、現像液にて現像する工程と現像後ベーキン
グせずに残レジストを全面露光する工程と、HF水溶液
とNH4 F水溶液の2成分から成るエッチャントでエッ
チングする工程を含むことを特徴とする。
【0008】本発明の第2のウエットエッチング方法
は、ポジレジストをマスクとしHF系の水溶液で微細な
パターンを形成する工程において、ポジレジストを塗布
前にレジストの密着性向上剤ヘキサメチルジシラザンの
処理をする工程と、ポジレジストを塗布し、ベークする
工程と形成したいパターンマスクを用いて露光する工程
と、現像液にて現像する工程と、現像後ベーキングする
工程と、O2 プラズマにてレジストの残膜厚が95%以
上残る条件でプラズマアッシングする工程とHF水溶液
とNH4 F水溶液の2成分から成るエッチャントでエッ
チングする工程を含むことを特徴とする。
【0009】本発明の第3のウエットエッチング方法
は、ポジレジストをマスクとしHF系の水溶液で微細な
パターンを形成する工程において、ポジレジストを塗布
前にレジストの密着性向上剤ヘキサメチルジシラザンの
処理をする工程と、ポジレジストを塗布し、ベークする
工程と、形成したいパターンマスクを用いて露光する工
程と、現像液にて現像する工程と、現像後ベーキングす
る工程と、空気もしくはO2 雰囲気中でディープUVラ
ンプを照射する工程と、HF水溶液とNH4 F水溶液の
2成分から成るエッチャントでエッチングする工程を含
むことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の第1及び第2のウエットエッチング方
法は、共にレジストの樹脂成分表面の改質を行なう点で
共通している。ポジレジストは主成分がノボラック樹脂
からなり、親水性に劣る。そこて、第1のウエットエッ
チング方法ではUV光(紫外光)で雰囲気中の酸素を分
解して発生したO3 を利用してポリマーの結合を切り、
第2のウエットエッチング方法ではO2 プラズマを利用
してポリマーの結合を切り、−OH基を生成させること
で親水性を向上させる。この効果で、HF水溶液とNH
4 F水溶液の2成分からなる表面張力の大きいエッチャ
ントでも微細なコンタクトホールに浸透できるようにな
る。また、次にコンタクトホールをサイドエッチングす
る場合、前記エッチャントは表面張力が大きいが故にサ
イドエッチング量が小さくなる。第3のウエットエッチ
ング方法は、上記第1及び第2のウエットエッチング方
法とレジスト表面の改質方法が異なる。すなわち、第3
のウエットエッチング方法では、未露光部レジストを露
光することによりレジスト中に含まれる下記〔化1〕て
示され感光剤が下記〔化2〕で示される化合物に変化し
−COOH基が導入されて、レジスト表面の親水性が増
加する。そして、第1及び第2のウエットエッチング方
法の場合と同様の作用が得られる。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】
【0013】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 〈実施例1〉シリコンウェハーの表面に6000ÅのS
iO2 が形成された基板をHMDS(ヘキサメチルジシ
ラザン:Hexa Methyl Di Silaza
ne)の蒸気に60秒さらした後、東京応化製のポジレ
ジストOFPR 800(50cp)をスピンコートす
る。回転数4000rpmで10秒間回転しレジスト膜
厚約1.5μmを得る。90℃、30分間、温風中でプ
リベークした後、コンタクトホールのフォトマスクを用
いて露光を行った。露光量は90mj/cm2 である。
東京応化製の現像液NMD−Wで現像、水洗を行った後
135℃、20分間、温風中でポストベークを行った。
次に、空気中で波長254nmのディープUVランプ
を、15秒間照射した。続いてコンタクトホールのエッ
チングを行う。まず、50%HF水溶液対40%NH4
F水溶液の体積比が15:1の2成分系のエッチャント
で30秒ウエットエッチングを行う。次に十分乾燥した
後、CHF3 /CF4のガス系で約60秒ドライエッチ
ングを行った。以上の工程ですべてのコンタクトホール
に、適度なエッジ形状をもったエッチングを施すことが
でき、次工程で良好なメタルのステップカバレッジを得
ることができた。
【0014】〈実施例2〉実施例1でディープUV(d
eep UV)ランプで露光を行う工程にかわりO2
ラズマアッシングを行った。条件は2torr、400
wで20秒である。このときアッシングされるレジスト
は膜厚換算で5%以下である。この条件であれば寸法に
ほとんど影響は与えない。他の工程は実施例1と全く同
様に行い、同様な良好な結果を得た。
【0015】〈実施例3〉実施例1で現像を行った後、
ポストベークを行わず、続いてパターンを形成したのと
同一の露光機で、残ったレジストを全面露光する。以降
のコンタクトホールのエッチングは実施例1と全く同様
に行い、同様な良好な結果を得た。
【0016】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
請求項1、2、3のウエットエッチング方法においてポ
ジレジストの表面を親水性に変質させる工程とサイドエ
ッチング量の小さいエッチャントでエッチングする工程
を含んでいるので、エッチャントが微細パターンの中に
浸透しないという不良がおきることなく、かつ良好なエ
ッチング形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のウエットエッチングとドライエッチング
の併用プロセスにおいて得られるコンタクトホールの断
面形状を示す断面図である。 1 シリコンウエハ 2 SiO2 層 3 レジスト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポジレジストをマスクとしHF系の水溶
    液で微細なパターンを形成する工程において、ポジレジ
    ストを塗布前にレジストの密着性向上剤ヘキサメチルジ
    シラザンの処理をする工程と、ポジレジストを塗布し、
    ベークする工程と、形成したいパターンマスクを用いて
    酸素が存在する雰囲気下でUV光で露光する工程と、現
    像液にて現像する工程と現像後ベーキングせずに残レジ
    ストを全面露光する工程と、HF水溶液とNH4 F水溶
    液の2成分から成るエッチャントでエッチングする工程
    を含むことを特徴とするウエットエッチング方法。
  2. 【請求項2】 ポジレジストをマスクとしHF系の水溶
    液で微細なパターンを形成する工程において、ポジレジ
    ストを塗布前にレジストの密着性向上剤ヘキサメチルジ
    シラザンの処理をする工程と、ポジレジストを塗布し、
    ベークする工程と形成したいパターンマスクを用いて露
    光する工程と、現像液にて現像する工程と、現像後ベー
    キングする工程と、O2 プラズマにてレジストの残膜厚
    が95%以上残る条件でプラズマアッシングする工程と
    HF水溶液とNH4F水溶液の2成分から成るエッチャ
    ントでエッチングする工程を含むことを特徴とするウエ
    ットエッチング方法。
  3. 【請求項3】 ポジレジストをマスクとしHF系の水溶
    液で微細なパターンを形成する工程において、ポジレジ
    ストを塗布前にレジストの密着性向上剤ヘキサメチルジ
    シラザンの処理をする工程と、ポジレジストを塗布し、
    ベークする工程と、形成したいパターンマスクを用いて
    露光する工程と、現像液にて現像する工程と、現像後ベ
    ーキングする工程と、空気もしくはO2 雰囲気中でディ
    ープUVランプを照射する工程と、HF水溶液とNH4
    F水溶液の2成分から成るエッチャントでエッチングす
    る工程を含むことを特徴とするウエットエッチング方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030057180A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 동부전자 주식회사 완충막을 이용한 감광막 제거방법
WO2017150657A1 (ja) * 2016-03-04 2017-09-08 株式会社荏原製作所 めっき装置及びめっき方法
CN108699722A (zh) * 2016-03-04 2018-10-23 株式会社荏原制作所 镀覆装置及镀覆方法

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JP2021063306A (ja) * 2016-03-04 2021-04-22 株式会社荏原製作所 めっき装置及びめっき方法

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