JPS58207632A - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
半導体デバイスの製造方法Info
- Publication number
- JPS58207632A JPS58207632A JP9063882A JP9063882A JPS58207632A JP S58207632 A JPS58207632 A JP S58207632A JP 9063882 A JP9063882 A JP 9063882A JP 9063882 A JP9063882 A JP 9063882A JP S58207632 A JPS58207632 A JP S58207632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- organopolysiloxane
- etching
- mask
- polyimide
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子線露光を用いた写真蝕刻技術にかかわる
ものである。
ものである。
近年、半導体装置の素子特性の向上ならびに高密度化は
きわめて著しいが、その利用分野の拡大とともに、なお
一層の高性能化、高密度化が要求されている。その達成
のために必要な微細パターン形成方法として電子線音用
いた電子線露光方法が注目されているが、電子線のレジ
スト中での散乱及び基板からの反射のため、近接効果と
呼ばれる望ましくない効果があシル用上の一つの問題と
なっていた。
きわめて著しいが、その利用分野の拡大とともに、なお
一層の高性能化、高密度化が要求されている。その達成
のために必要な微細パターン形成方法として電子線音用
いた電子線露光方法が注目されているが、電子線のレジ
スト中での散乱及び基板からの反射のため、近接効果と
呼ばれる望ましくない効果があシル用上の一つの問題と
なっていた。
この問題全緩和する手法として最近多層レジストプロセ
スが用いられるようになった。これは、厚い下地有機膜
上に１薄い無機材質中間膜を置き、さらにその上に薄い
電子線レジストを堆積するもので、厚い下地有機膜によ
シ地射電子線の基板からの反射が低減されること、薄い
無情材質の加工には、薄い電子線レジスト膜厚で光分な
ため、レジスト中での電子ｉ！ｌ！散乱も小さくできる
という理由のためである。工程としては電子線レジスト
をマスクに薄い無機材質の中間層、例えばシリコン酸化
膜やシリコン膜を加工し、ついでこの無機材質の中間層
をマスクとして酸素雰囲気中での反応性スパッタエツチ
ング又は反応性イオンミリングにより下地有惧膜を異方
的に垂直エツチングするものである。
スが用いられるようになった。これは、厚い下地有機膜
上に１薄い無機材質中間膜を置き、さらにその上に薄い
電子線レジストを堆積するもので、厚い下地有機膜によ
シ地射電子線の基板からの反射が低減されること、薄い
無情材質の加工には、薄い電子線レジスト膜厚で光分な
ため、レジスト中での電子ｉ！ｌ！散乱も小さくできる
という理由のためである。工程としては電子線レジスト
をマスクに薄い無機材質の中間層、例えばシリコン酸化
膜やシリコン膜を加工し、ついでこの無機材質の中間層
をマスクとして酸素雰囲気中での反応性スパッタエツチ
ング又は反応性イオンミリングにより下地有惧膜を異方
的に垂直エツチングするものである。
この多層構造の特徴は癩機股と無機材質の反応ガスに対
する特性の違いを利用することで、例えばＣＦ、ガスを
用いればレジスト層の寸法を殆ど減少させずに中間層の
シリコン酸化膜やシリコン族の加工ができ、ついで酸素
ガスをエツチングガスとして用いれば中間層のシリコン
酸化膜やシリコン膜の寸法を殆ど減少させずに下地の有
機膜をエツチングできるという点にある。この中間層と
しては無機材値が望捷しいこと、薄くても均一で欠陥が
少い必要があること等のため、その堆積には一般に蒸着
法、スパッタリング法等の真空プロセスを使う必要があ
り、このため、工程が長くなるという欠点があった。
する特性の違いを利用することで、例えばＣＦ、ガスを
用いればレジスト層の寸法を殆ど減少させずに中間層の
シリコン酸化膜やシリコン族の加工ができ、ついで酸素
ガスをエツチングガスとして用いれば中間層のシリコン
酸化膜やシリコン膜の寸法を殆ど減少させずに下地の有
機膜をエツチングできるという点にある。この中間層と
しては無機材値が望捷しいこと、薄くても均一で欠陥が
少い必要があること等のため、その堆積には一般に蒸着
法、スパッタリング法等の真空プロセスを使う必要があ
り、このため、工程が長くなるという欠点があった。
勿論、このため、中間層を省略して′電子線レジストを
マスクに直接下地用１幾膜を加工するという試みも、な
されたが、どちらも王に炭素、水素及び酸素よりなる有
機化合物であったため、エツチング速度に差がなく、厳
密な寸法１ト１ｊ御ができなかった。
マスクに直接下地用１幾膜を加工するという試みも、な
されたが、どちらも王に炭素、水素及び酸素よりなる有
機化合物であったため、エツチング速度に差がなく、厳
密な寸法１ト１ｊ御ができなかった。
本発明の目的は、このような欠点全除去する天川的二層
構造レジストプロセスを提供することにある。
構造レジストプロセスを提供することにある。
本発明によれば、半導体基板上の加工対象に有機膜を膜
厚約０．２μｎＬ〜５μｍ堆績する工程と該自゛様Ｍ上
にオルガノポリシロキサン −°
を展浮約０．１μｍ〜１μｍ堆積し、熱処理す
る工程と該堆積した農に加速′亀圧約１０ＫＶ〜３０Ｋ
Ｖの電子線を、所望のパターン形状に、照射量約１０−
３クーロン／ｌｏｌ〜１０−’クーロン／ｃ１１．とな
るように選択照射、し、照射部分のオルガノポリシロキ
サンを重合式ぜ、次いで現像する工程と、該工程でパタ
ーン化したオルガノボリシロギツン全マスクに酸素雰囲
気中での反応性スパッタエツチング又は酸素雰囲気中で
の反応性イオンミリングにより前記有機膜を異方的にエ
ツチングする工程とを含むことを特徴とした半導体デバ
イスの製造方法が得られる。
厚約０．２μｎＬ〜５μｍ堆績する工程と該自゛様Ｍ上
にオルガノポリシロキサン −°
を展浮約０．１μｍ〜１μｍ堆積し、熱処理す
る工程と該堆積した農に加速′亀圧約１０ＫＶ〜３０Ｋ
Ｖの電子線を、所望のパターン形状に、照射量約１０−
３クーロン／ｌｏｌ〜１０−’クーロン／ｃ１１．とな
るように選択照射、し、照射部分のオルガノポリシロキ
サンを重合式ぜ、次いで現像する工程と、該工程でパタ
ーン化したオルガノボリシロギツン全マスクに酸素雰囲
気中での反応性スパッタエツチング又は酸素雰囲気中で
の反応性イオンミリングにより前記有機膜を異方的にエ
ツチングする工程とを含むことを特徴とした半導体デバ
イスの製造方法が得られる。
本発明に起因する利点を列挙すれば次のようになる。す
なわち 第１の利点としては、レジストに無機物であるＳｉ′５
を含むオルガノポリシロキサンを用いたため従来の有機
物レジストと異り、酸素雰囲気中での反応性スパッタエ
ツチング又は反応性イオンミリングに対する耐性が強い
ためレジストのパターン寸法の減少がほとんどなく、実
用的に二層レジストプロセスが実現でき、そのため工程
がきわめて簡単になることがある。
なわち 第１の利点としては、レジストに無機物であるＳｉ′５
を含むオルガノポリシロキサンを用いたため従来の有機
物レジストと異り、酸素雰囲気中での反応性スパッタエ
ツチング又は反応性イオンミリングに対する耐性が強い
ためレジストのパターン寸法の減少がほとんどなく、実
用的に二層レジストプロセスが実現でき、そのため工程
がきわめて簡単になることがある。
第２の利点としては、本発明は二層レジストプロセスで
あるため、電子線レジストは有機膜の上に塗布形成する
。従って従来の無機材質の中間）−上に形成する場合よ
シ接着性がよく、電子線レジストの現像プロセスの信頼
性が向上したことである。
あるため、電子線レジストは有機膜の上に塗布形成する
。従って従来の無機材質の中間）−上に形成する場合よ
シ接着性がよく、電子線レジストの現像プロセスの信頼
性が向上したことである。
第３の利点としては、本発明で電子線レジストとして用
いるオルガノポリシロキサンはウェットエツチングの液
に対しても高い耐性を有するため下地有機膜にポリイミ
ドのような耐熱樹脂を用いても、きわめて簡易にバ′タ
ーン化できるため、これまでコンタクトホールの形成に
難点があった上記耐熱樹脂を層間絶縁膜としてそのまま
用いることも可能になることである。
いるオルガノポリシロキサンはウェットエツチングの液
に対しても高い耐性を有するため下地有機膜にポリイミ
ドのような耐熱樹脂を用いても、きわめて簡易にバ′タ
ーン化できるため、これまでコンタクトホールの形成に
難点があった上記耐熱樹脂を層間絶縁膜としてそのまま
用いることも可能になることである。
以下、本発明の詳細″？を冥流側によって説明する。
第１〜第４図は半導体基板上のシリコン酸化膜を本発明
の方法によって所望のパターンに形成するときの主要工
程での断面を順次示した図である。
の方法によって所望のパターンに形成するときの主要工
程での断面を順次示した図である。
第１図は半導体基板１０に加工対象、例えばシリコン酸
化膜１１が堆積している土に下地有機膜、例えばポリイ
ミドを験厚約０．２〜５μｍ塗布堆積し、更にオルガノ
ポリシロキサン、例えばメチルビニルポリシロキサン膜
１３を膜厚０２μｍ〜１μｍ塗布し、乾燥させた状態で
ある。下地の膜厚としては１．５μｍ程度が近接効果の
低減と後工程のパターン化しやすさという、相反する効
果において最適に近い。
化膜１１が堆積している土に下地有機膜、例えばポリイ
ミドを験厚約０．２〜５μｍ塗布堆積し、更にオルガノ
ポリシロキサン、例えばメチルビニルポリシロキサン膜
１３を膜厚０２μｍ〜１μｍ塗布し、乾燥させた状態で
ある。下地の膜厚としては１．５μｍ程度が近接効果の
低減と後工程のパターン化しやすさという、相反する効
果において最適に近い。
第２図は該膜に加速電圧約１０ＫＶ〜３０ ＫＶの電子
線を、所望のパターン形状に、照射量約５Ｘ１０−６ク
ーロン／ｄとなるように選択ＩｌＧ射しその後、酢酸イ
ソアミルにより現像して、重合度の増加したメチルビニ
ルポリシロキサン膜ノ（ターン２０を得た状態を示す。
線を、所望のパターン形状に、照射量約５Ｘ１０−６ク
ーロン／ｄとなるように選択ＩｌＧ射しその後、酢酸イ
ソアミルにより現像して、重合度の増加したメチルビニ
ルポリシロキサン膜ノ（ターン２０を得た状態を示す。
即ちここではメチルビニルポリシロキサンはネガ型レジ
ストとして働いている。
ストとして働いている。
第３図はメチルビニルポリシロキサン膜）くターン２０
をマスクに、約０．ＩＴｏｒｒの酸素雰囲気中で出力８
０ ｍＷ ／ ｔｔｌのｒｆ比出力より反応性スノくツ
タリングをおこさせて下地のポリイミド１２ヲエツチン
グした状態金示す。メチルビニルポリシロキサン膜の酸
素プラズマに対する耐性はポリイミドの５倍以上あり、
マスク寸法の減少もほとんどなく、エツチングはほぼ異
方的で垂直方向にだけ進む。
をマスクに、約０．ＩＴｏｒｒの酸素雰囲気中で出力８
０ ｍＷ ／ ｔｔｌのｒｆ比出力より反応性スノくツ
タリングをおこさせて下地のポリイミド１２ヲエツチン
グした状態金示す。メチルビニルポリシロキサン膜の酸
素プラズマに対する耐性はポリイミドの５倍以上あり、
マスク寸法の減少もほとんどなく、エツチングはほぼ異
方的で垂直方向にだけ進む。
第４図は、このパターン化した二層レジスト全マスクに
加工対象のシリコン酸化膜１１にエツチングして所望の
パターンを形成し、二層レジストヲはくすした状態を示
す。
加工対象のシリコン酸化膜１１にエツチングして所望の
パターンを形成し、二層レジストヲはくすした状態を示
す。
第５図〜第６図は、製造プロセス的には同一であるが下
地有機膜の応用の異る実施例を説明するための図で、上
記実施例と異なる工程での概略断面図である。つまシ下
地有機展をエツチングのマスクとしてでなく層間絶縁膜
として用いようとしている場合で、ＭＯＳトランジスタ
のゲート配ａ５１及びソース、ドレイジ拡散層５０に穴
明けするようにシリコン樹脂パターンを形成し、前記実
施例と同様にして下地有機膜のポリイミド樹脂を垂直に
加工した状態を第５図に示す。従来はこのポリイミド樹
脂のエツチングにはヒドラジン糸のエツチングｇを用い
ていたが、エツチング液が強力であるため問い耐性を有
する電子線レジストがなく、微ｌトなコンタクトホール
が形成できなかったが、本発明の方法によれば、きわめ
て簡易に微小寸法のコンタクト穴が形成できる。
地有機膜の応用の異る実施例を説明するための図で、上
記実施例と異なる工程での概略断面図である。つまシ下
地有機展をエツチングのマスクとしてでなく層間絶縁膜
として用いようとしている場合で、ＭＯＳトランジスタ
のゲート配ａ５１及びソース、ドレイジ拡散層５０に穴
明けするようにシリコン樹脂パターンを形成し、前記実
施例と同様にして下地有機膜のポリイミド樹脂を垂直に
加工した状態を第５図に示す。従来はこのポリイミド樹
脂のエツチングにはヒドラジン糸のエツチングｇを用い
ていたが、エツチング液が強力であるため問い耐性を有
する電子線レジストがなく、微ｌトなコンタクトホール
が形成できなかったが、本発明の方法によれば、きわめ
て簡易に微小寸法のコンタクト穴が形成できる。
次いで希硫酸でシリラーン樹脂パターンをハクリした状
態を第６図に示す。後は、通常行われているように全面
にＡｌ＃＠’ｆｒ蒸宥し、写真蝕刻技術で配線パターン
を形成すればよい。
態を第６図に示す。後は、通常行われているように全面
にＡｌ＃＠’ｆｒ蒸宥し、写真蝕刻技術で配線パターン
を形成すればよい。
前記２つの実施例においては、シリコーン樹脂としてメ
チルビニルポリシロキサンを用いてよい結果を得たが他
のオルガノポリシロキサン、例工ばジメチルポリシロキ
サン、メチルフェニルポリシロキサン、ポリメチルシク
ロシロキサン等ヲ用いてもよい結果が得られる。
チルビニルポリシロキサンを用いてよい結果を得たが他
のオルガノポリシロキサン、例工ばジメチルポリシロキ
サン、メチルフェニルポリシロキサン、ポリメチルシク
ロシロキサン等ヲ用いてもよい結果が得られる。
又本発明の方法はエツチングマスクや層間絶縁膜として
の応用の他に、選択メッキやリフトオフのための〜い有
機レジストマスクを形成するための手法として応用可能
な事もあきらかである。
の応用の他に、選択メッキやリフトオフのための〜い有
機レジストマスクを形成するための手法として応用可能
な事もあきらかである。
また前記２つの実施例において、現像液として酢酸イソ
アミルを用いたが、他の現像准例えばキシレン等も使用
することができる。
アミルを用いたが、他の現像准例えばキシレン等も使用
することができる。
第１図は本発明の二層構造レジストの構造を説明するた
めの断面略図であり、第２図は本発明の第１の実施例に
おいて電子線により、メチルビニルポリシロキサンより
なるレジストヲ露光し、現像した状態を示す図であり、
第３図はさらにこのレジストヲマスクに下地有機膜を加
工した状態を示す図であシ、第４図はさらにこの二層レ
ジストパターンをマスクに所望の加工を行って、その後
レジストヲハクリした状態金示す図である。 第５図及び第６図は本発明の第２の実施形態で二層レジ
ストパターン形成後、上層のメチルヒニルボリシロキサ
ンレジスト層をハクリし、下地の図中の番号はそれぞれ
以下のものを示す。 １０：Ｓｉ基板、 １１：シリコン酸化膜。 １２：下地有機膜。 １３：メチルビニルポリシロキサン膜。 ２０：メチルビニルポリシロキサン膜。 ５０：ソース及びドレイン、５１：ゲート配線。 オ １ 回 才 ２ 圓 オ ３ 同 オ ４ 即 オ ５ 囲 オ ６ 口 １４４−
めの断面略図であり、第２図は本発明の第１の実施例に
おいて電子線により、メチルビニルポリシロキサンより
なるレジストヲ露光し、現像した状態を示す図であり、
第３図はさらにこのレジストヲマスクに下地有機膜を加
工した状態を示す図であシ、第４図はさらにこの二層レ
ジストパターンをマスクに所望の加工を行って、その後
レジストヲハクリした状態金示す図である。 第５図及び第６図は本発明の第２の実施形態で二層レジ
ストパターン形成後、上層のメチルヒニルボリシロキサ
ンレジスト層をハクリし、下地の図中の番号はそれぞれ
以下のものを示す。 １０：Ｓｉ基板、 １１：シリコン酸化膜。 １２：下地有機膜。 １３：メチルビニルポリシロキサン膜。 ２０：メチルビニルポリシロキサン膜。 ５０：ソース及びドレイン、５１：ゲート配線。 オ １ 回 才 ２ 圓 オ ３ 同 オ ４ 即 オ ５ 囲 オ ６ 口 １４４−
Claims (1)
- 半導体基板上の加工対象に有機膜を膜厚約０．２μｍ〜
５μｍ堆積する工程と、該有機膜上にオルガノポリシロ
キサン膜を膜厚約０．１μｍ〜１μｍ堆積し、熱処理す
る工程と、該堆積した膜に加速篭圧約１０ＫＶ〜３０Ｋ
Ｖの電子線を、所望のパターン形状に照射量約１０−３
クーロン／ ｃａ〜１０−’クーｏ ｙ ／ Ｃ１＋！
となるように選択照射し、照射部分のオルガノポリシロ
キサンを重合させ、次いで現像を行なう工程と、該工程
でパターン化したオルガノポリシロキサン膜をマスクに
酸素雰囲気中での反応性スパッタエツチング又は酸素雰
囲気中での反応性イオンミリングにより前記Ｍ機Ｍ’に
異方的にエツチングする工程とを含むこと全特徴とした
半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063882A JPS58207632A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063882A JPS58207632A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体デバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207632A true JPS58207632A (ja) | 1983-12-03 |
Family
ID=14004036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9063882A Pending JPS58207632A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207632A (ja) |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP9063882A patent/JPS58207632A/ja active Pending
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