JPH07106238A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07106238A JPH07106238A JP5267982A JP26798293A JPH07106238A JP H07106238 A JPH07106238 A JP H07106238A JP 5267982 A JP5267982 A JP 5267982A JP 26798293 A JP26798293 A JP 26798293A JP H07106238 A JPH07106238 A JP H07106238A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoresist layer
- exposure
- film
- transparent film
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 段差のあるウエハ上で焦点に対する余裕をも
ってレジストパターンを形成できるようにする。 【構成】 段差のある下地基板上に１μｍの厚さのフォ
トレジスト層１をけいせいし、その上に露光ビームに対
して透明で、屈折率がウエハ周囲の雰囲気よりも大きく
てフォトレジスト層１に近い材質の透明膜３として、ポ
リビニールアルコール膜を表面が平坦になるように塗布
する。縮小投影露光機を用いて露光を行なう。透明膜３
は水溶性であり、現像中に除去される。
ってレジストパターンを形成できるようにする。 【構成】 段差のある下地基板上に１μｍの厚さのフォ
トレジスト層１をけいせいし、その上に露光ビームに対
して透明で、屈折率がウエハ周囲の雰囲気よりも大きく
てフォトレジスト層１に近い材質の透明膜３として、ポ
リビニールアルコール膜を表面が平坦になるように塗布
する。縮小投影露光機を用いて露光を行なう。透明膜３
は水溶性であり、現像中に除去される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフォトリソグラフィー工
程を含んで半導体装置を製造する方法に関し、特に基板
上に形成されたフォトレジスト層に縮小投影露光法によ
り露光を行なうリソグラフィー工程を含む半導体装置の
製造方法に関するものである。
程を含んで半導体装置を製造する方法に関し、特に基板
上に形成されたフォトレジスト層に縮小投影露光法によ
り露光を行なうリソグラフィー工程を含む半導体装置の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造に含まれるリソグラフ
ィー工程では、縮小投影露光機（ステッパー）が一般に
用いられている。縮小投影露光機では露光ビームの波
長、露光機の光学系の開口数（ＮＡ）、フォトレジスト
性能などにより解像度や焦点深度が決まる。半導体装置
のパターンがますます微細化され、高集積化されるにと
もなって解像度と焦点深度を向上させるために露光ビー
ムが短波長化され、高ＮＡ化が図られ、現在では光源と
しては水銀ランプのｉ線が用いられ、ＮＡの値は０．５
〜０．６にされるのが一般的である。
ィー工程では、縮小投影露光機（ステッパー）が一般に
用いられている。縮小投影露光機では露光ビームの波
長、露光機の光学系の開口数（ＮＡ）、フォトレジスト
性能などにより解像度や焦点深度が決まる。半導体装置
のパターンがますます微細化され、高集積化されるにと
もなって解像度と焦点深度を向上させるために露光ビー
ムが短波長化され、高ＮＡ化が図られ、現在では光源と
しては水銀ランプのｉ線が用いられ、ＮＡの値は０．５
〜０．６にされるのが一般的である。
【０００３】しかしながら、このような縮小投影露光機
を用いても、要求される露光パターンの微細化にともな
い、焦点深度が１μｍ程度しか確保できないような場合
も生じてきている。パターンを形成する半導体ウエハの
表面にはかなりの段差があり、また縮小投影露光機のオ
ートフォーカスの再現性などから、安定して微細なパタ
ーンを形成するためにはある程度の焦点余裕が必要とな
る。１μｍ程度の焦点深度では殆ど余裕が確保できない
ため、大きな段差のあるウエハ上でのパターン形成は困
難である。例えば、ＭＯＳトランジスタをウエハに形成
する場合、コンタクトホールを形成する工程を考える
と、シリコン基板上にゲート酸化膜を介してゲート電極
を形成し、シリコン基板にはソース領域とドレイン領域
を形成した後、層間絶縁膜を形成し、その上にフォトレ
ジスト層を形成する。コンタクトホールは活性領域にあ
るソース・ドレイン領域の上部と、ゲート電極から素子
分離用フィールド酸化膜上につながる配線の上部とに同
時に形成する必要がある。ソース・ドレイン領域上の上
部とフィールド酸化膜上の配線の上部とでは段差があ
り、この段差は層間絶縁膜によって多少平坦化されるも
のの、レジストパターンを形成する時点でも依然として
かなりの段差が残っている。段差が０．６μｍならばパ
ターン解像のためには最低０．６μｍの焦点深度が必要
であり、０．８μｍの焦点深度を確保することのできる
露光パターンであれば０．２μｍの焦点余裕があること
になる。しかし、量産に適用するためには様々な要因か
ら大きな焦点余裕が必要になり、この余裕を光学系の焦
点深度のみで確保しようとすれば１．５μｍ程度の光学
系焦点深度が必要になる。
を用いても、要求される露光パターンの微細化にともな
い、焦点深度が１μｍ程度しか確保できないような場合
も生じてきている。パターンを形成する半導体ウエハの
表面にはかなりの段差があり、また縮小投影露光機のオ
ートフォーカスの再現性などから、安定して微細なパタ
ーンを形成するためにはある程度の焦点余裕が必要とな
る。１μｍ程度の焦点深度では殆ど余裕が確保できない
ため、大きな段差のあるウエハ上でのパターン形成は困
難である。例えば、ＭＯＳトランジスタをウエハに形成
する場合、コンタクトホールを形成する工程を考える
と、シリコン基板上にゲート酸化膜を介してゲート電極
を形成し、シリコン基板にはソース領域とドレイン領域
を形成した後、層間絶縁膜を形成し、その上にフォトレ
ジスト層を形成する。コンタクトホールは活性領域にあ
るソース・ドレイン領域の上部と、ゲート電極から素子
分離用フィールド酸化膜上につながる配線の上部とに同
時に形成する必要がある。ソース・ドレイン領域上の上
部とフィールド酸化膜上の配線の上部とでは段差があ
り、この段差は層間絶縁膜によって多少平坦化されるも
のの、レジストパターンを形成する時点でも依然として
かなりの段差が残っている。段差が０．６μｍならばパ
ターン解像のためには最低０．６μｍの焦点深度が必要
であり、０．８μｍの焦点深度を確保することのできる
露光パターンであれば０．２μｍの焦点余裕があること
になる。しかし、量産に適用するためには様々な要因か
ら大きな焦点余裕が必要になり、この余裕を光学系の焦
点深度のみで確保しようとすれば１．５μｍ程度の光学
系焦点深度が必要になる。
【０００４】この問題を解決するために、光源としてＫ
ｒＦやＡｒＦエキシマレーザを用いて露光ビームの波長
をさらに短波長化したり、変形照射法や位相シフト法な
どの様々な超解像技術を用いて焦点深度を拡大すること
が考えられているが、短波長化についてはレジスト材料
などの問題があり、また様々な超解像技術についてもそ
の効果が特定のパターンに限られるというような問題が
ある。
ｒＦやＡｒＦエキシマレーザを用いて露光ビームの波長
をさらに短波長化したり、変形照射法や位相シフト法な
どの様々な超解像技術を用いて焦点深度を拡大すること
が考えられているが、短波長化についてはレジスト材料
などの問題があり、また様々な超解像技術についてもそ
の効果が特定のパターンに限られるというような問題が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような事情から、
現在使用されているプロセスをなるべく活かすことがで
き、今後要求される微細なパターンにも対応しうる安定
なプロセスが必要とされている。また、素子パターンの
微細化と高集積化にともなう他の問題としてアライメン
ト精度が挙げられる。現在の縮小投影露光機のアライメ
ント精度は３σ（σはアライメント誤差の分散）では
０.２μｍ程度であるが、実際にはアライメントマーク
周囲の状態などによりアライメント精度はこれよりも低
下する。その一例として、層間絶縁膜やレジスト層など
の膜厚がアライメントマークの周囲で非対称に形成され
ることが挙げられる。
現在使用されているプロセスをなるべく活かすことがで
き、今後要求される微細なパターンにも対応しうる安定
なプロセスが必要とされている。また、素子パターンの
微細化と高集積化にともなう他の問題としてアライメン
ト精度が挙げられる。現在の縮小投影露光機のアライメ
ント精度は３σ（σはアライメント誤差の分散）では
０.２μｍ程度であるが、実際にはアライメントマーク
周囲の状態などによりアライメント精度はこれよりも低
下する。その一例として、層間絶縁膜やレジスト層など
の膜厚がアライメントマークの周囲で非対称に形成され
ることが挙げられる。
【０００６】本発明は従来のリソグラフィープロセスを
活かして露光パターンに対する焦点深度が十分確保でき
ない場合でも、段差のあるウエハ上で焦点に対する余裕
をもってレジストパターンを形成することのできる方法
を提供することを目的とするものである。本発明の他の
目的はアライメント精度の低下を防ぐことである。
活かして露光パターンに対する焦点深度が十分確保でき
ない場合でも、段差のあるウエハ上で焦点に対する余裕
をもってレジストパターンを形成することのできる方法
を提供することを目的とするものである。本発明の他の
目的はアライメント精度の低下を防ぐことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、表面に段差
のある基板上にフォトレジスト層を形成し、縮小投影露
光機を用いてそのフォトレジスト層を露光するリソグラ
フィー工程を含む半導体装置の製造方法において、露光
の際の焦点に対する余裕を大きくするために、基板上に
形成されたフォトレジスト層上に基板周辺の雰囲気より
も屈折率が大きく、露光ビームの波長に対して透明な材
質の膜を、基板表面の段差を平坦化しうる厚さに形成し
た後に露光を行なうようにする。
のある基板上にフォトレジスト層を形成し、縮小投影露
光機を用いてそのフォトレジスト層を露光するリソグラ
フィー工程を含む半導体装置の製造方法において、露光
の際の焦点に対する余裕を大きくするために、基板上に
形成されたフォトレジスト層上に基板周辺の雰囲気より
も屈折率が大きく、露光ビームの波長に対して透明な材
質の膜を、基板表面の段差を平坦化しうる厚さに形成し
た後に露光を行なうようにする。
【０００８】フォトレジスト層上に形成される透明膜
は、レジスト材料のように溶剤に溶解はするがレジスト
材料とは異なり感光性をもたない材質である。そのよう
な材料としてはポリビニルアルコールや、ノボラック系
樹脂などを用いることができる。好ましい態様では、ポ
リビニルアルコールのように現像液に可溶な材質の膜を
使用し、露光後の現像の際にその透明膜を除去する。ま
た、本発明では、アライメント精度の低下を防ぐため
に、フォトレジスト層上にフォトレジストとほぼ同じ屈
折率の透明膜を形成する。
は、レジスト材料のように溶剤に溶解はするがレジスト
材料とは異なり感光性をもたない材質である。そのよう
な材料としてはポリビニルアルコールや、ノボラック系
樹脂などを用いることができる。好ましい態様では、ポ
リビニルアルコールのように現像液に可溶な材質の膜を
使用し、露光後の現像の際にその透明膜を除去する。ま
た、本発明では、アライメント精度の低下を防ぐため
に、フォトレジスト層上にフォトレジストとほぼ同じ屈
折率の透明膜を形成する。
【０００９】図１により本発明で段差のあるウエハ上で
焦点に対する余裕が出ることを説明する。（Ａ１）はウ
エハの下地基板２上にフォトレジスト層１を形成し、縮
小投影露光機を用いて露光する場合を示している。４は
露光ビームである。通常、露光ビーム４は露光光学系の
開口数ＮＡで決まる角度θでウエハ上に照射される。Ｎ
Ａ＝０.５４とすればθ＝３２.７度である。焦点位置か
らウエハがずれるとこの角度θで決まる量だけ光が広が
る。
焦点に対する余裕が出ることを説明する。（Ａ１）はウ
エハの下地基板２上にフォトレジスト層１を形成し、縮
小投影露光機を用いて露光する場合を示している。４は
露光ビームである。通常、露光ビーム４は露光光学系の
開口数ＮＡで決まる角度θでウエハ上に照射される。Ｎ
Ａ＝０.５４とすればθ＝３２.７度である。焦点位置か
らウエハがずれるとこの角度θで決まる量だけ光が広が
る。
【００１０】図の（Ａ２）は段差のある基板上のフォト
レジスト層１に露光する場合を示している。一例とし
て、シリコン基板２１の表面の素子分離用フィールド酸
化膜２２で分離された活性領域１２にソース・ドレイン
領域が形成されており、フィールド酸化膜２２上にはゲ
ート電極につながるポリシリコン配線２３が形成されて
いる。基板２１上には層間絶縁膜２４が形成され、層間
絶縁膜２４上にフォトレジスト層１が形成されている。
いま、フォトレジスト層１の表面の段差部の高い部分に
縮小投影露光機による露光ビームの焦点が合わせられて
いるものとする。段差の低い部分では段差の大きさと光
学系のＮＡで決まる大きさΔだけ露光ビーム４が広が
る。段差が大きい場合はこの広がりΔが大きくなり、段
差の低い部分ではパターンを解像することができなくな
る。
レジスト層１に露光する場合を示している。一例とし
て、シリコン基板２１の表面の素子分離用フィールド酸
化膜２２で分離された活性領域１２にソース・ドレイン
領域が形成されており、フィールド酸化膜２２上にはゲ
ート電極につながるポリシリコン配線２３が形成されて
いる。基板２１上には層間絶縁膜２４が形成され、層間
絶縁膜２４上にフォトレジスト層１が形成されている。
いま、フォトレジスト層１の表面の段差部の高い部分に
縮小投影露光機による露光ビームの焦点が合わせられて
いるものとする。段差の低い部分では段差の大きさと光
学系のＮＡで決まる大きさΔだけ露光ビーム４が広が
る。段差が大きい場合はこの広がりΔが大きくなり、段
差の低い部分ではパターンを解像することができなくな
る。
【００１１】図１の（Ｂ１）は本発明によりフォトレジ
スト層１上に露光ビームの波長で透明で、屈折率ｎがウ
エハ周辺の雰囲気の屈折率ｎ0よりも大きい透明膜３を
形成して露光する場合を示している。この場合、ウエハ
に照射された露光ビーム４は透明膜３で屈折されてから
レジスト層１に入射する。このときのレジスト層１に照
射される光の入射角θ’は θ’＝sin-1(ｎ0／ｎ・sinθ） となり、光学系のＮＡで決まる角度θより小さくなる。
スト層１上に露光ビームの波長で透明で、屈折率ｎがウ
エハ周辺の雰囲気の屈折率ｎ0よりも大きい透明膜３を
形成して露光する場合を示している。この場合、ウエハ
に照射された露光ビーム４は透明膜３で屈折されてから
レジスト層１に入射する。このときのレジスト層１に照
射される光の入射角θ’は θ’＝sin-1(ｎ0／ｎ・sinθ） となり、光学系のＮＡで決まる角度θより小さくなる。
【００１２】図２の（Ｂ２）は本発明により（Ａ２）と
同じ下地基板上に透明膜３を形成して露光する場合を示
している。透明膜３はウエハ段差を完全に平坦化できる
程度の厚さに形成されている。この場合も（Ａ２）と同
様にフォトレジスト層１の段差の高い部分に焦点を合わ
せているものとする。レジスト層１上の透明膜３中での
光の拡がりの角度θ’が露光光学系のＮＡで決まる角度
θより小さくなっているので、段差の底部での光の拡が
りΔ’はΔよりも小さく抑えられる。このため、（Ａ
２）の場合では段差の下部で光が拡がりすぎて解像でき
ないような場合でも（Ｂ２）では露光パターンを解像さ
せることができる。このことは、透明膜３を設けること
によってフォトレジスト層１の表面の段差ｄが見掛け上
ｄ’に小さくなったことと等価である。ここで、見掛け
の段差ｄ’を計算すると次のようになる。
同じ下地基板上に透明膜３を形成して露光する場合を示
している。透明膜３はウエハ段差を完全に平坦化できる
程度の厚さに形成されている。この場合も（Ａ２）と同
様にフォトレジスト層１の段差の高い部分に焦点を合わ
せているものとする。レジスト層１上の透明膜３中での
光の拡がりの角度θ’が露光光学系のＮＡで決まる角度
θより小さくなっているので、段差の底部での光の拡が
りΔ’はΔよりも小さく抑えられる。このため、（Ａ
２）の場合では段差の下部で光が拡がりすぎて解像でき
ないような場合でも（Ｂ２）では露光パターンを解像さ
せることができる。このことは、透明膜３を設けること
によってフォトレジスト層１の表面の段差ｄが見掛け上
ｄ’に小さくなったことと等価である。ここで、見掛け
の段差ｄ’を計算すると次のようになる。
【００１３】
【数１】
【００１４】段差がｄの場合の焦点余裕をδとすると、
フォトレジスト層上に透明膜３を設けた場合の焦点余裕
δ’は次のように表される。 δ＝dof−ｄ δ'＝dof−ｄ' この結果に基づいて計算すると、レジスト層上の透明膜
３の屈折率ｎが１.５で、光学系のＮＡ＝０.５４（θ＝
３２.７度）の縮小投影露光機を使用し、露光パターン
の焦点深度dofが１.２μｍの場合、透明膜３がない場合
に解像できる段差の限界は１.２μｍであるが、透明膜
３を設けた場合はθ'＝２１.１度となるため、式
（６），（７）から段差の限界は約２μｍになる。
フォトレジスト層上に透明膜３を設けた場合の焦点余裕
δ’は次のように表される。 δ＝dof−ｄ δ'＝dof−ｄ' この結果に基づいて計算すると、レジスト層上の透明膜
３の屈折率ｎが１.５で、光学系のＮＡ＝０.５４（θ＝
３２.７度）の縮小投影露光機を使用し、露光パターン
の焦点深度dofが１.２μｍの場合、透明膜３がない場合
に解像できる段差の限界は１.２μｍであるが、透明膜
３を設けた場合はθ'＝２１.１度となるため、式
（６），（７）から段差の限界は約２μｍになる。
【００１５】同じ大きさの段差をもつ基板で焦点合わせ
の余裕を図２によって比較する。（Ａ）は透明膜を設け
ない場合で、ウエハ上の段差を１μｍとすれば通常のプ
ロセスでは焦点余裕δは０.２μｍしかない。しかし、
（Ｂ）のようにレジスト層１上に透明膜３を設けた場合
は焦点余裕δ'は約０.６μｍと大きくなる。
の余裕を図２によって比較する。（Ａ）は透明膜を設け
ない場合で、ウエハ上の段差を１μｍとすれば通常のプ
ロセスでは焦点余裕δは０.２μｍしかない。しかし、
（Ｂ）のようにレジスト層１上に透明膜３を設けた場合
は焦点余裕δ'は約０.６μｍと大きくなる。
【００１６】図３によりアライメント精度に対する作用
を説明する。アライメントマーク１５の周辺でフォトレ
ジスト層１や酸化膜などが非対称に形成されているもの
とする。（Ａ）は透明膜を設けない従来の場合であり、
アライメントマーク１５の位置を測定するために照射さ
れる照射光は照射される位置により屈折率が変わるた
め、アライメントマーク１５の位置を誤って検知する。
これに対し、（Ｂ）のようにレジスト層１上に表面を平
坦化した透明膜３を設けた場合は、透明膜３の屈折率を
レジスト層１に近いものとすれば、大気中から透明膜３
に入射する光線はウエハ上の位置による屈折率の違いに
よる影響を受けずにすみ、透明膜３とレジスト層１の間
では屈折率差が小さいことによりこの間での屈折による
影響を殆ど受けない。したがって、アライメントマーク
１５上に非対称にレジスト層１や酸化膜が形成されたこ
とによる影響を避けてアライメントマーク１５の位置を
精度よく検知することができる。
を説明する。アライメントマーク１５の周辺でフォトレ
ジスト層１や酸化膜などが非対称に形成されているもの
とする。（Ａ）は透明膜を設けない従来の場合であり、
アライメントマーク１５の位置を測定するために照射さ
れる照射光は照射される位置により屈折率が変わるた
め、アライメントマーク１５の位置を誤って検知する。
これに対し、（Ｂ）のようにレジスト層１上に表面を平
坦化した透明膜３を設けた場合は、透明膜３の屈折率を
レジスト層１に近いものとすれば、大気中から透明膜３
に入射する光線はウエハ上の位置による屈折率の違いに
よる影響を受けずにすみ、透明膜３とレジスト層１の間
では屈折率差が小さいことによりこの間での屈折による
影響を殆ど受けない。したがって、アライメントマーク
１５上に非対称にレジスト層１や酸化膜が形成されたこ
とによる影響を避けてアライメントマーク１５の位置を
精度よく検知することができる。
【００１７】
【実施例】図４はＭＯＳトランジスタ形成の際のコンタ
クトホール形成工程でのレジストパターンを形成する工
程を示したものである。コンタクトホールはＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極２３につながる素子分離用フィー
ルド酸化膜２２上のポリシリコン配線２３ａと、活性領
域１２のソース・ドレイン領域１１に形成しなければな
らない。このとき、配線２３上とソース・ドレイン領域
１１での層間絶縁膜６上での段差を０.５μｍとする。
形成するコンタクトホールの大きさを０.４μｍとした
場合、ｉ線ステッパーでは焦点深度が１μｍ以下しか確
保できない。またコンタクトホールの周辺にはアライメ
ントのための余裕として、ある程度の領域を設けてあ
る。この領域１２の大きさはＬＳＩの集積度に大きな影
響を及ぼすため、集積度を向上させるためにはなるべく
狭くする必要があり、アライメント精度の向上が必要と
される。
クトホール形成工程でのレジストパターンを形成する工
程を示したものである。コンタクトホールはＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極２３につながる素子分離用フィー
ルド酸化膜２２上のポリシリコン配線２３ａと、活性領
域１２のソース・ドレイン領域１１に形成しなければな
らない。このとき、配線２３上とソース・ドレイン領域
１１での層間絶縁膜６上での段差を０.５μｍとする。
形成するコンタクトホールの大きさを０.４μｍとした
場合、ｉ線ステッパーでは焦点深度が１μｍ以下しか確
保できない。またコンタクトホールの周辺にはアライメ
ントのための余裕として、ある程度の領域を設けてあ
る。この領域１２の大きさはＬＳＩの集積度に大きな影
響を及ぼすため、集積度を向上させるためにはなるべく
狭くする必要があり、アライメント精度の向上が必要と
される。
【００１８】（Ａ）は層間絶縁膜６まで形成した状態で
ある。 （Ｂ）そのウエハ上に１μｍ程度の厚さのフォトレジス
ト層１をスピンコータなどを用いて塗布する。フォトレ
ジスト層１の厚みはレジストのエッチング耐性などから
決められる。
ある。 （Ｂ）そのウエハ上に１μｍ程度の厚さのフォトレジス
ト層１をスピンコータなどを用いて塗布する。フォトレ
ジスト層１の厚みはレジストのエッチング耐性などから
決められる。
【００１９】（Ｃ）フォトレジスト層１上に露光ビーム
に対して透明で、屈折率がウエハ周囲の雰囲気よりも大
きくてフォトレジスト層１に近い材質の透明膜３を、表
面が平坦になるようにスピンコータなどを用いて塗布す
る。透明膜３としては例えばポリビニールアルコールを
用いることができ、ポリビニールアルコールを溶剤に溶
かしてスピンコータで塗布する。ポリビニールアルコー
ルの溶剤の量やスピンコータの回転数を調節してフォト
レジスト層１の表面の段差を平坦化できるようにする。
屈折率は、フォトレジストで約１.６、ポリビニールア
ルコールで約１.４である。
に対して透明で、屈折率がウエハ周囲の雰囲気よりも大
きくてフォトレジスト層１に近い材質の透明膜３を、表
面が平坦になるようにスピンコータなどを用いて塗布す
る。透明膜３としては例えばポリビニールアルコールを
用いることができ、ポリビニールアルコールを溶剤に溶
かしてスピンコータで塗布する。ポリビニールアルコー
ルの溶剤の量やスピンコータの回転数を調節してフォト
レジスト層１の表面の段差を平坦化できるようにする。
屈折率は、フォトレジストで約１.６、ポリビニールア
ルコールで約１.４である。
【００２０】（Ｄ）縮小投影露光機を用いて露光を行な
う。 （Ｅ）レジスト上の透明膜３を除去する。 （Ｆ）フォトレジスト層１を現像してコンタクトホール
１６を形成する。 ここで、透明膜３としてポリビニールアルコールを使用
した場合には、ポリビニールアルコールは水溶性であ
り、現像液に溶解するので、透明膜３を除去する工程を
別に設けなくても、露光後の現像中に透明膜３が除去さ
れる。
う。 （Ｅ）レジスト上の透明膜３を除去する。 （Ｆ）フォトレジスト層１を現像してコンタクトホール
１６を形成する。 ここで、透明膜３としてポリビニールアルコールを使用
した場合には、ポリビニールアルコールは水溶性であ
り、現像液に溶解するので、透明膜３を除去する工程を
別に設けなくても、露光後の現像中に透明膜３が除去さ
れる。
【００２１】透明膜３によりウエハ表面の段差が０.１
μｍまで低減できたとする。通常の場合の焦点余裕は
０.５μｍ（＝１.０−０.５）であったものが、０.６５
μｍ（＝１.０−（０.１＋０.２５））まで増加する。
後者の計算結果での０.２５μｍは、（８）式により計
算された見掛けの段差ｄ’である。また、アライメント
マーク周辺の段差も埋め込むことができるので、アライ
メント精度も向上する。
μｍまで低減できたとする。通常の場合の焦点余裕は
０.５μｍ（＝１.０−０.５）であったものが、０.６５
μｍ（＝１.０−（０.１＋０.２５））まで増加する。
後者の計算結果での０.２５μｍは、（８）式により計
算された見掛けの段差ｄ’である。また、アライメント
マーク周辺の段差も埋め込むことができるので、アライ
メント精度も向上する。
【００２２】本発明は図４に示されたコンタクトホール
の形成用のレジストパターン形成だけでなく、メタル配
線の形成など、下地基板上に段差をもつ場合のリソグラ
フィー工程に同様に適用することができる。
の形成用のレジストパターン形成だけでなく、メタル配
線の形成など、下地基板上に段差をもつ場合のリソグラ
フィー工程に同様に適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明ではフォトレジスト層上に露光ビ
ームの波長で透明で、屈折率がウエハ周辺の雰囲気の屈
折率も大きい透明な膜を基板表面の段差を平坦化しうる
厚さに形成した状態で、縮小投影露光法により露光する
ので、ウエハ周辺の雰囲気の屈折率とレジスト層上の透
明膜の屈折率の差を利用することにより、焦点深度があ
まり確保できないような場合でも、焦点ずれに対する余
裕をもって段差のある基板上にフォトレジストパターン
を形成することができる。透明膜として現像液に可溶な
材質の膜を使用すれば、透明膜を現像中に除去すること
ができ、プロセスを簡略化することができる。透明膜の
屈折率がフォトレジスト層の屈折率とほぼ同じになる透
明膜を用いることによって、アライメントマーク上にフ
ォトレジストが非対称に形成された場合でもアライメン
トずれを防ぐことができる。
ームの波長で透明で、屈折率がウエハ周辺の雰囲気の屈
折率も大きい透明な膜を基板表面の段差を平坦化しうる
厚さに形成した状態で、縮小投影露光法により露光する
ので、ウエハ周辺の雰囲気の屈折率とレジスト層上の透
明膜の屈折率の差を利用することにより、焦点深度があ
まり確保できないような場合でも、焦点ずれに対する余
裕をもって段差のある基板上にフォトレジストパターン
を形成することができる。透明膜として現像液に可溶な
材質の膜を使用すれば、透明膜を現像中に除去すること
ができ、プロセスを簡略化することができる。透明膜の
屈折率がフォトレジスト層の屈折率とほぼ同じになる透
明膜を用いることによって、アライメントマーク上にフ
ォトレジストが非対称に形成された場合でもアライメン
トずれを防ぐことができる。
【図１】本発明を従来の場合と比較して説明する断面図
であり、（Ａ１），（Ａ２）は従来の場合、（Ｂ１），
（Ｂ２）は本発明の場合である。
であり、（Ａ１），（Ａ２）は従来の場合、（Ｂ１），
（Ｂ２）は本発明の場合である。
【図２】本発明による作用を従来の場合と比較して説明
する図であり、（Ａ）は従来の場合、（Ｂ）は本発明の
場合である。
する図であり、（Ａ）は従来の場合、（Ｂ）は本発明の
場合である。
【図３】本発明によるアライメント精度向上の作用を従
来と比較して説明する断面図であり、（Ａ）は従来の場
合、（Ｂ）は本発明の場合である。
来と比較して説明する断面図であり、（Ａ）は従来の場
合、（Ｂ）は本発明の場合である。
【図４】本発明をコンタクトホール形成の工程に適用し
た一実施例を示す工程断面図である。
た一実施例を示す工程断面図である。
１ フォトレジスト層 ２ 下地基板 ３ 透明膜 ４ 露光ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/312 Ａ 7352−4Ｍ 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７３
Claims (3)
- 【請求項１】 表面に段差のある基板上にフォトレジス
ト層を形成し、縮小投影露光機を用いてそのフォトレジ
スト層を露光するリソグラフィー工程を含む半導体装置
の製造方法において、 基板上に形成されたフォトレジスト層上に基板周辺の雰
囲気よりも屈折率が大きく、露光ビームの波長に対して
透明な材質の膜を、基板表面の段差を平坦化しうる厚さ
に形成した後に露光を行なうことを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 フォトレジスト層上に形成される前記透
明膜として現像液に可溶な材質の膜を使用し、露光後の
現像の際にその透明膜を除去する請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】 フォトレジスト層上に形成される前記透
明膜としてフォトレジストとほぼ同じ屈折率の膜を用い
る請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267982A JPH07106238A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267982A JPH07106238A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106238A true JPH07106238A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17452273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5267982A Pending JPH07106238A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9242312B2 (en) | 2003-06-06 | 2016-01-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser machining using a surfactant film |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5267982A patent/JPH07106238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9242312B2 (en) | 2003-06-06 | 2016-01-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser machining using a surfactant film |
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