JPH058856B2 - - Google Patents
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- JPH058856B2 JPH058856B2 JP9028386A JP9028386A JPH058856B2 JP H058856 B2 JPH058856 B2 JP H058856B2 JP 9028386 A JP9028386 A JP 9028386A JP 9028386 A JP9028386 A JP 9028386A JP H058856 B2 JPH058856 B2 JP H058856B2
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Description
［概要］
有機シリコン樹脂膜あるいは酸化シリコン膜を
主材にした膜の表面をアルカリ処理した後、レジ
スト膜を塗布してパターンニングする。 そうすると、レジスト膜との密着性が向上す
る。 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に、
パターンニング方法に関する。 ICなど、半導体装置の製造方法において、最
も重要なプロセスの一つにパターンを写真食刻法
を用いる、所謂リソグラフイ技術があり、現在、
ICが微細化され、高集積化されてきた背景には、
このリソグラフイ技術の進歩が大きく貢献してい
る。 しかし、ICが高集積化する程、基板表面での
凹凸が増えて段差のある領域でのパターン形成が
増加しており、その領域での微細で、且つ、高精
度なパターンの形成が要望されている。 ［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 従来、段差部にレジスト膜パターンを形成する
と、凹部と凸部とではレジスト膜の膜厚が異な
り、これを露光・現象すれば凹部と凸部とのパタ
ーン幅が違つてくる等、高精度にパターンニング
できない問題があつた。即ち、両方を同時に露光
すると、凹部上の膜厚の厚いレジスト膜部分は露
光不足になつて、現象すればレジスト膜パターン
の幅が狭くなり、凸部上の膜厚の薄いレジスト膜
部分は露光過度になつて、現象すればレジスト膜
パターンの幅が広くなる。第３図ａおよびｂはそ
れを示す平面図と断面図で、段差のある半導体基
板１上に形成したネガレジスト膜パターン２を例
示している。 詳しくは、露光波長とレジスト膜厚が関連し
て、パターン幅は一定しないが、概念的には上記
に説明したように、レジスト膜パターンの幅がそ
の膜厚に比例して変わるものである。 そこで、段差のある部分には、例えば、３層の
レジスト膜パターンを形成するパターンニング方
法が考案された。第４図は３層レジスト膜３，
４，５のパターンを半導体基板１上に形成した工
程断面を示している。即ち、半導体基板１の直ぐ
上には、平坦化するためのレジスト膜３を平坦に
なるまで厚く塗布する。且つ、要すれば、レジス
ト膜３最上層のはレジスト膜５の露光波長を吸引
するような材質のレジストが望ましく、そうすれ
ば、パターン精度が一層向上する。次いで、その
上に形成する中間膜４は、レジスト膜３とはエツ
チング比が大きく異なる材質のもの、例えば、有
機シリコン樹脂（スピンオングラス：SOG）膜
を被着する、次いで、最上層のレジスト膜５は微
細パターンの形成できる高感度・高解像度のレジ
ストを使用する。 そして、まず、レジスト膜５のパターンを形成
した後、そのレジスト膜５のパターンをマスクに
して、中間膜４をエツチングし、更に、中間膜４
をマスクにしてレジスト膜３をエツチングしてパ
ターンを転写する。例えば、中間膜４をSOG膜
とすると、弗素系ガスでエツチングして、SOG
膜をパターンニングし、そのSOG膜をマスクと
してレジスト膜３を酸素ガスでプラズマエツチン
グしてパターンを転写する。実際上には、レジス
ト膜３のパターンニング時に、最上層のレジスト
膜５は消滅してなくなることが多い。 このように、多層レジスト膜パターンを形成す
る場合には、エツチング比の異なる材質のものを
積載しており、その中間層には有機シリコン樹脂
が用いられている。 しかし、有機シリコン樹脂はレジストとの濡れ
が悪くて、密着性が十分でなく、上記のパターン
転写中に剥がれ易い欠点があり、第４図の矢印に
その剥がれを図示している。 また、多層レジスト膜ではなくても、酸化シリ
コンを主体にした膜、例えば、酸化シリコン
（SiO2）膜や燐シリケートガラス（PSG）膜など
の上に、レジスト膜を塗布してパターンニングす
る１層のレジスト膜パターンの形成工程は、従前
から汎用されている。しかし、このような絶縁膜
もレジスト膜との密着性が悪く、そのために、パ
ターン精度が損なわれると云う問題がある。 本発明は、このように問題点を解決して、高精
度に微細パターンが形成できるパターンの形成方
法を提供するものである。 ［問題点を解決するための手段］ その問題は、有機シリコン樹脂膜、酸化シリコ
ン膜、又はシリコンガラス膜のいずれかからなる
被パターンニング膜の上に、レジスト膜を塗布し
てパターンニングするパターン形成工程におい
て、前記被パターンニング膜の表面をアルカリ処
理する工程が含まれる半導体装置の製造方法によ
つて解決される。 そうすると、レジスト膜との濡れが良くなつ
て、密着性が向上する。 ［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。 第１図ａ〜ｃは本発明にかかる３層レジスト膜
パターンの形成工程順断面図を示しており、ま
ず、同図ａに示すように、段差のある半導体基板
１１上に平坦化用のレジスト膜１３（膜厚１〜
3μｍ）を塗布して、更に、その上にSOG膜１４
（膜厚数千Å程度）を塗布する。そして、この
SOG膜１４を加熱してキユアした後、有機系ア
ルカリ液に浸漬し、次に、水洗する。これがアル
カリ処理である。 この有機系アルカリ液は、例えば、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド（TMAHO）
やコリンなどで、ポジレジストの現像液として知
られているものであるが、この水溶液中には、
OH-が解離しており、このOH-がSiに作用して、
SOG膜の表面を改質する。 ここに、TMAHOの構造式は（CH3）4NOHコ
リンの構造式は
主材にした膜の表面をアルカリ処理した後、レジ
スト膜を塗布してパターンニングする。 そうすると、レジスト膜との密着性が向上す
る。 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に、
パターンニング方法に関する。 ICなど、半導体装置の製造方法において、最
も重要なプロセスの一つにパターンを写真食刻法
を用いる、所謂リソグラフイ技術があり、現在、
ICが微細化され、高集積化されてきた背景には、
このリソグラフイ技術の進歩が大きく貢献してい
る。 しかし、ICが高集積化する程、基板表面での
凹凸が増えて段差のある領域でのパターン形成が
増加しており、その領域での微細で、且つ、高精
度なパターンの形成が要望されている。 ［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 従来、段差部にレジスト膜パターンを形成する
と、凹部と凸部とではレジスト膜の膜厚が異な
り、これを露光・現象すれば凹部と凸部とのパタ
ーン幅が違つてくる等、高精度にパターンニング
できない問題があつた。即ち、両方を同時に露光
すると、凹部上の膜厚の厚いレジスト膜部分は露
光不足になつて、現象すればレジスト膜パターン
の幅が狭くなり、凸部上の膜厚の薄いレジスト膜
部分は露光過度になつて、現象すればレジスト膜
パターンの幅が広くなる。第３図ａおよびｂはそ
れを示す平面図と断面図で、段差のある半導体基
板１上に形成したネガレジスト膜パターン２を例
示している。 詳しくは、露光波長とレジスト膜厚が関連し
て、パターン幅は一定しないが、概念的には上記
に説明したように、レジスト膜パターンの幅がそ
の膜厚に比例して変わるものである。 そこで、段差のある部分には、例えば、３層の
レジスト膜パターンを形成するパターンニング方
法が考案された。第４図は３層レジスト膜３，
４，５のパターンを半導体基板１上に形成した工
程断面を示している。即ち、半導体基板１の直ぐ
上には、平坦化するためのレジスト膜３を平坦に
なるまで厚く塗布する。且つ、要すれば、レジス
ト膜３最上層のはレジスト膜５の露光波長を吸引
するような材質のレジストが望ましく、そうすれ
ば、パターン精度が一層向上する。次いで、その
上に形成する中間膜４は、レジスト膜３とはエツ
チング比が大きく異なる材質のもの、例えば、有
機シリコン樹脂（スピンオングラス：SOG）膜
を被着する、次いで、最上層のレジスト膜５は微
細パターンの形成できる高感度・高解像度のレジ
ストを使用する。 そして、まず、レジスト膜５のパターンを形成
した後、そのレジスト膜５のパターンをマスクに
して、中間膜４をエツチングし、更に、中間膜４
をマスクにしてレジスト膜３をエツチングしてパ
ターンを転写する。例えば、中間膜４をSOG膜
とすると、弗素系ガスでエツチングして、SOG
膜をパターンニングし、そのSOG膜をマスクと
してレジスト膜３を酸素ガスでプラズマエツチン
グしてパターンを転写する。実際上には、レジス
ト膜３のパターンニング時に、最上層のレジスト
膜５は消滅してなくなることが多い。 このように、多層レジスト膜パターンを形成す
る場合には、エツチング比の異なる材質のものを
積載しており、その中間層には有機シリコン樹脂
が用いられている。 しかし、有機シリコン樹脂はレジストとの濡れ
が悪くて、密着性が十分でなく、上記のパターン
転写中に剥がれ易い欠点があり、第４図の矢印に
その剥がれを図示している。 また、多層レジスト膜ではなくても、酸化シリ
コンを主体にした膜、例えば、酸化シリコン
（SiO2）膜や燐シリケートガラス（PSG）膜など
の上に、レジスト膜を塗布してパターンニングす
る１層のレジスト膜パターンの形成工程は、従前
から汎用されている。しかし、このような絶縁膜
もレジスト膜との密着性が悪く、そのために、パ
ターン精度が損なわれると云う問題がある。 本発明は、このように問題点を解決して、高精
度に微細パターンが形成できるパターンの形成方
法を提供するものである。 ［問題点を解決するための手段］ その問題は、有機シリコン樹脂膜、酸化シリコ
ン膜、又はシリコンガラス膜のいずれかからなる
被パターンニング膜の上に、レジスト膜を塗布し
てパターンニングするパターン形成工程におい
て、前記被パターンニング膜の表面をアルカリ処
理する工程が含まれる半導体装置の製造方法によ
つて解決される。 そうすると、レジスト膜との濡れが良くなつ
て、密着性が向上する。 ［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。 第１図ａ〜ｃは本発明にかかる３層レジスト膜
パターンの形成工程順断面図を示しており、ま
ず、同図ａに示すように、段差のある半導体基板
１１上に平坦化用のレジスト膜１３（膜厚１〜
3μｍ）を塗布して、更に、その上にSOG膜１４
（膜厚数千Å程度）を塗布する。そして、この
SOG膜１４を加熱してキユアした後、有機系ア
ルカリ液に浸漬し、次に、水洗する。これがアル
カリ処理である。 この有機系アルカリ液は、例えば、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド（TMAHO）
やコリンなどで、ポジレジストの現像液として知
られているものであるが、この水溶液中には、
OH-が解離しており、このOH-がSiに作用して、
SOG膜の表面を改質する。 ここに、TMAHOの構造式は（CH3）4NOHコ
リンの構造式は
【式】である。
次いで、第１図ｂに示すように、その上に微細
パターン形成用のレジスト膜１５（膜厚1μｍ）
を塗布し、露光、現象して、パターンを形成す
る。そうすると、TMAHOで処理したSOG膜１
４の表面は、レジスト膜１５との密着性が極めて
良く、高精度なレジスト膜１５のパターンが形成
される。次いで、同図ｃに示すように、レジスト
膜１５をマスクにして、SOG膜１４を弗素系ガ
スでエツチングしてパターンニングし、その
SOG膜１４をマスクにしてレジスト膜１３を酸
素ガスでリアクテイブイオンエツチングしてパタ
ーンを形成する。この時、レジスト膜１５は消滅
してしまうことが多い。かけすれば、高精度なレ
ジスト膜パターンを形成することができる。 また、第２図ａ〜ｃは本発明にかかる他のレジ
スト膜パターンの形成工程順断面図を示してい
る。本例は、同図ａに示すように、半導体基板１
１上にSiO2膜１２が形成されており、それを１
層のレジスト膜パターンでパターンニングする例
であるが、まず、SiO2膜１２の表面を上記例と
同様にアルカリ処理し、次に、ヘキサメチレンジ
シラザラン（HMDS）処理をおこなう。HMDS
処理は表面に（CH3）3Siを付着する処理で、更に
レジスト膜との密着性が良くなる処理である。 次いで、第２図ｂに示すように、微細パターン
形成用のレジスト膜１６を被着し、露光、現象す
る。次いで、同図ｃに示すように、レジスト膜１
６をマスクして、SiO2膜１２をエツチングして
パターンニグすると、現象処理中にレジスト膜１
６の剥がれがなく、SiO2膜パターンを高精度に
形成することができる。 尚、前記の第１図に説明した実施例において
も、このHMDS処理を追加すれば、密着性は更
に良くなる。 ［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明によれば
レジスト膜の密着性が改善されて、高精度な微細
パターンの形成に極めて有効なものである。
パターン形成用のレジスト膜１５（膜厚1μｍ）
を塗布し、露光、現象して、パターンを形成す
る。そうすると、TMAHOで処理したSOG膜１
４の表面は、レジスト膜１５との密着性が極めて
良く、高精度なレジスト膜１５のパターンが形成
される。次いで、同図ｃに示すように、レジスト
膜１５をマスクにして、SOG膜１４を弗素系ガ
スでエツチングしてパターンニングし、その
SOG膜１４をマスクにしてレジスト膜１３を酸
素ガスでリアクテイブイオンエツチングしてパタ
ーンを形成する。この時、レジスト膜１５は消滅
してしまうことが多い。かけすれば、高精度なレ
ジスト膜パターンを形成することができる。 また、第２図ａ〜ｃは本発明にかかる他のレジ
スト膜パターンの形成工程順断面図を示してい
る。本例は、同図ａに示すように、半導体基板１
１上にSiO2膜１２が形成されており、それを１
層のレジスト膜パターンでパターンニングする例
であるが、まず、SiO2膜１２の表面を上記例と
同様にアルカリ処理し、次に、ヘキサメチレンジ
シラザラン（HMDS）処理をおこなう。HMDS
処理は表面に（CH3）3Siを付着する処理で、更に
レジスト膜との密着性が良くなる処理である。 次いで、第２図ｂに示すように、微細パターン
形成用のレジスト膜１６を被着し、露光、現象す
る。次いで、同図ｃに示すように、レジスト膜１
６をマスクして、SiO2膜１２をエツチングして
パターンニグすると、現象処理中にレジスト膜１
６の剥がれがなく、SiO2膜パターンを高精度に
形成することができる。 尚、前記の第１図に説明した実施例において
も、このHMDS処理を追加すれば、密着性は更
に良くなる。 ［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明によれば
レジスト膜の密着性が改善されて、高精度な微細
パターンの形成に極めて有効なものである。
第１図ａ〜ｃおよび第２図ａ〜ｃは本発明にか
かる実施例の形成工程順断面図、第３ａ，ｂは従
来の１層のレジスト膜パターン形成の平面図と断
面図、第４図は従来の３層のレジスト膜パターン
形成の断面図である。 図において、１，１１は半導体基板、２，３，
５はレジスト膜、４は中間層、１２はSiO2膜、
１３，１５，１６はレジスト膜、１４はSOG膜、
を示している。
かる実施例の形成工程順断面図、第３ａ，ｂは従
来の１層のレジスト膜パターン形成の平面図と断
面図、第４図は従来の３層のレジスト膜パターン
形成の断面図である。 図において、１，１１は半導体基板、２，３，
５はレジスト膜、４は中間層、１２はSiO2膜、
１３，１５，１６はレジスト膜、１４はSOG膜、
を示している。
Claims (1)
- １ 有機シリコン樹脂膜、酸化シリコン膜、又は
シリコンガラス膜のいずれかからなる被パターン
ニング膜の上に、レジスト膜を塗布してパターン
ニングするパターン形成工程において、前記被パ
ターンニング膜の表面をアルカリ処理する工程が
含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028386A JPS62247523A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028386A JPS62247523A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62247523A JPS62247523A (ja) | 1987-10-28 |
| JPH058856B2 true JPH058856B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=13994187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9028386A Granted JPS62247523A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62247523A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4524774B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2010-08-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP5638883B2 (ja) * | 2010-09-09 | 2014-12-10 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 感光性レジストパターンの形成方法、及び半導体装置の製造方法 |
| JP6713336B2 (ja) * | 2016-04-21 | 2020-06-24 | Hoya株式会社 | マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法 |
-
1986
- 1986-04-18 JP JP9028386A patent/JPS62247523A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62247523A (ja) | 1987-10-28 |
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