JPS59141227A - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents
微細パタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPS59141227A JPS59141227A JP58015705A JP1570583A JPS59141227A JP S59141227 A JPS59141227 A JP S59141227A JP 58015705 A JP58015705 A JP 58015705A JP 1570583 A JP1570583 A JP 1570583A JP S59141227 A JPS59141227 A JP S59141227A
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- JP
- Japan
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- pattern
- fine pattern
- film
- etching
- plasma
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- 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
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (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】
〔発明の技術分野〕
この発明は微細パターン形成方法ｔ％に半導体装置製造
のための微細パターン形成方法に関するものである。
のための微細パターン形成方法に関するものである。
半導体集積回路などの半導体装置を製造するに際して、
微細パターン形成のために、写真製版技術は必要不可欠
なものであシ、最近では電子ビーム、あるいはＸ線によ
る露光装置の採用などによって、高精度の微細パターン
形成が可能となっている。またこの写真製版全プロセス
のドライ化が種々の分野で研究開発されてはいるが、現
像工程はいまだ溶液による手段しかなく、全プロセスの
ドライ化は実用化されていない現況にある。
微細パターン形成のために、写真製版技術は必要不可欠
なものであシ、最近では電子ビーム、あるいはＸ線によ
る露光装置の採用などによって、高精度の微細パターン
形成が可能となっている。またこの写真製版全プロセス
のドライ化が種々の分野で研究開発されてはいるが、現
像工程はいまだ溶液による手段しかなく、全プロセスの
ドライ化は実用化されていない現況にある。
ここで従来例によるこの種の微細パターン形成方法を第
１図（、）ないしく、）について述べる。まず半導体ウ
ェハ（１）上にポリイミド（２）（日立化成製商品名Ｐ
ＩＸ）を被着させたのち、薄膜（３）（例えばＳｔＯ。
１図（、）ないしく、）について述べる。まず半導体ウ
ェハ（１）上にポリイミド（２）（日立化成製商品名Ｐ
ＩＸ）を被着させたのち、薄膜（３）（例えばＳｔＯ。
膜）を形成し、その上に電子ビーム露光用のレジスト膜
（４）（例えばＰＭＭＡ）をおおよそ３０００Ｘの厚さ
に塗布する（同図（、） ）。ついで電子ビーム（５）
を所望のパターン対応に９Ｘ１０ Ｃ／ｄ のドーズ
量で照射しく同図（ｂ））、その後ＭｒＢＫ（メチルイ
ソブチルケトン）８部に対しＩＰＡ（イソブレパノール
）１部の混合溶液によシ現像を行なってレジストパター
ン（６）を形成し、かつリンス乾燥させる（同図（Ｃ）
）。次にこのレジストパターン（６）をマスクにして前
記薄膜（３）を選択的にエツチング除去しく同図（ｄｌ
） 、さらにこのエツチングパターン（力をマスクに
して前記ポリイミド（２）を同様に選択的にエツチング
除去しく同図（、））、これらの工程を経て所望の微細
パターンを得るのである。
（４）（例えばＰＭＭＡ）をおおよそ３０００Ｘの厚さ
に塗布する（同図（、） ）。ついで電子ビーム（５）
を所望のパターン対応に９Ｘ１０ Ｃ／ｄ のドーズ
量で照射しく同図（ｂ））、その後ＭｒＢＫ（メチルイ
ソブチルケトン）８部に対しＩＰＡ（イソブレパノール
）１部の混合溶液によシ現像を行なってレジストパター
ン（６）を形成し、かつリンス乾燥させる（同図（Ｃ）
）。次にこのレジストパターン（６）をマスクにして前
記薄膜（３）を選択的にエツチング除去しく同図（ｄｌ
） 、さらにこのエツチングパターン（力をマスクに
して前記ポリイミド（２）を同様に選択的にエツチング
除去しく同図（、））、これらの工程を経て所望の微細
パターンを得るのである。
このように従来例による微細パターン形成方法の場合、
その現像工程は溶液によるウェット処理であって、同溶
液中の異物の介在はまぬがれ得なく、低欠陥化の妨げと
なっておシ、また自動化。
その現像工程は溶液によるウェット処理であって、同溶
液中の異物の介在はまぬがれ得なく、低欠陥化の妨げと
なっておシ、また自動化。
省力化も困難であるほか、公害対策上から廃液処理も必
要で、しかも最上層のレジスト膜は、微細パターンを得
るために可及的薄くしなければならないが、現像、エツ
チングを経たとき、ピンホールを形成し易いなどの不都
合を招くものであった。
要で、しかも最上層のレジスト膜は、微細パターンを得
るために可及的薄くしなければならないが、現像、エツ
チングを経たとき、ピンホールを形成し易いなどの不都
合を招くものであった。
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、プラズマを用
いた現像によ如写真製版の全プロセスをドライ化し、か
つ反転エツチングの採用によって、高精度、かつ低欠陥
の微細パターンを可能にしたものである。
いた現像によ如写真製版の全プロセスをドライ化し、か
つ反転エツチングの採用によって、高精度、かつ低欠陥
の微細パターンを可能にしたものである。
以下、この発明に係わる微細パターン形成方法の一実施
例につき、第２図（ａ）ないしく、）を参照して詳細に
説明する。
例につき、第２図（ａ）ないしく、）を参照して詳細に
説明する。
第２図（、）ないしく、）はこの実施例方法を工程順に
示している。まず半導体ウェハ顛上に有機物質層として
ポリイミドＱ１）（日立化成製商品名ＰＩＸ）をおおよ
そ２戸の厚さに形成させ、その上にタングステンなどを
不純物として含む金属クロム膜α４を被着させたのち、
この金属クロム膜（１４上に電子ビーム露光用のレジス
ト膜（１３（ダイキン工業製商品名ＦＰＭ）を約５．ｏ
ｏｏｊＬの厚さに塗布し、１７０°０で２０分間プリベ
ークを行なう（同図（ａ））。ついでこのレジスト膜峙
に電子ビームα４を所望のパターン対応に１．２５ Ｘ
１０−’ Ｃ／ｃＩＩのドーズ量で選択的に照射した
。この照射直後、照射部のパターン凹凸を測定したとこ
ろ、約５００１の凹状段差が認められた（同図（ｂ））
。
示している。まず半導体ウェハ顛上に有機物質層として
ポリイミドＱ１）（日立化成製商品名ＰＩＸ）をおおよ
そ２戸の厚さに形成させ、その上にタングステンなどを
不純物として含む金属クロム膜α４を被着させたのち、
この金属クロム膜（１４上に電子ビーム露光用のレジス
ト膜（１３（ダイキン工業製商品名ＦＰＭ）を約５．ｏ
ｏｏｊＬの厚さに塗布し、１７０°０で２０分間プリベ
ークを行なう（同図（ａ））。ついでこのレジスト膜峙
に電子ビームα４を所望のパターン対応に１．２５ Ｘ
１０−’ Ｃ／ｃＩＩのドーズ量で選択的に照射した
。この照射直後、照射部のパターン凹凸を測定したとこ
ろ、約５００１の凹状段差が認められた（同図（ｂ））
。
また前記工程後、プラズマ装置を用い、ＩＴｏｒｒのウ
ェットエア中で出カフ０Ｗとしてプラズマドライ現像を
行なう。そしてこの現像開始後、約１５分でレジスト膜
ａ罎の膜厚は６００Ａになり、かつ電子ビーム照射部分
の凹状段差も６００１となって現像が完了した（同図（
Ｃ））。そしてこの現像によって得られたレジストパタ
ーン（Ｉ５は、その膜厚が薄くて通常のエツチングは不
可能であるために、薄い膜厚でもドライエツチング可能
な反転エツチングを行なう。この反転エツチングの条件
としては、プラズマ出力２４０Ｗとし０．２Ｔｏｒｒの
圧力で、四塩化炭素（ＣＣ／、）と酸素および窒素の混
合ガスを用いる。この条件でプラズマエツチングを行な
うことにより、レジスト膜が分解して、このレジスト膜
に覆われていた部分のエツチングが進み、反対にレジス
ト膜に覆われていない部分のクロム膜が残存し、金属薄
膜パターンαｅからなる反転像が形成された。このよう
にして約１．５Ｐの微細パターンがシャープなエツジで
得られた（同図（ｄ））。
ェットエア中で出カフ０Ｗとしてプラズマドライ現像を
行なう。そしてこの現像開始後、約１５分でレジスト膜
ａ罎の膜厚は６００Ａになり、かつ電子ビーム照射部分
の凹状段差も６００１となって現像が完了した（同図（
Ｃ））。そしてこの現像によって得られたレジストパタ
ーン（Ｉ５は、その膜厚が薄くて通常のエツチングは不
可能であるために、薄い膜厚でもドライエツチング可能
な反転エツチングを行なう。この反転エツチングの条件
としては、プラズマ出力２４０Ｗとし０．２Ｔｏｒｒの
圧力で、四塩化炭素（ＣＣ／、）と酸素および窒素の混
合ガスを用いる。この条件でプラズマエツチングを行な
うことにより、レジスト膜が分解して、このレジスト膜
に覆われていた部分のエツチングが進み、反対にレジス
ト膜に覆われていない部分のクロム膜が残存し、金属薄
膜パターンαｅからなる反転像が形成された。このよう
にして約１．５Ｐの微細パターンがシャープなエツジで
得られた（同図（ｄ））。
続いて前記金属薄膜パターンαｅをマスクにして、下地
のポリイミドαυをエツチングする。このエツチングに
はりアクティブスパッタエツチング装置を用い、出力３
００ Ｗ 、 ２．５ Ｔｏｒｒの圧力により酸素（０
，）のガス中で行なう。このエツチングに対して、マス
クにした金属薄膜パターン０１１９は、高い耐ドライエ
ツチング性を示し、一方、ポリイミドａυは極めて速い
エツチング速度を示し、その結果として目的とする高ア
スペクト比のシャープな微細パターンを形成することが
できた（同図（ｅ））。
のポリイミドαυをエツチングする。このエツチングに
はりアクティブスパッタエツチング装置を用い、出力３
００ Ｗ 、 ２．５ Ｔｏｒｒの圧力により酸素（０
，）のガス中で行なう。このエツチングに対して、マス
クにした金属薄膜パターン０１１９は、高い耐ドライエ
ツチング性を示し、一方、ポリイミドａυは極めて速い
エツチング速度を示し、その結果として目的とする高ア
スペクト比のシャープな微細パターンを形成することが
できた（同図（ｅ））。
このように前記実施例においては、プラズマドライ現像
、およびドラ椅エツチング（反転エツチング、およびリ
アクティブスパッタエツチング）の採用により、微細パ
ターン形成の全プロセスをドライ化でき、かつプラズマ
装置のシーケンスを調整するのみで実行できるために、
パターン形成の自動化、省力化、および低欠陥化を図る
ことができる。そしてまた現像はプラズマによるもので
あるため、現像に対しては純水、エツチングに対しては
四塩化炭素および酸素のみで済み、大幅なコスト低下を
期待でき、かつ従来ドライエツチングが不可能であった
電子ビーム露光用レジスト膜は、この実施例によると容
易にドライエツチングが可能となる。
、およびドラ椅エツチング（反転エツチング、およびリ
アクティブスパッタエツチング）の採用により、微細パ
ターン形成の全プロセスをドライ化でき、かつプラズマ
装置のシーケンスを調整するのみで実行できるために、
パターン形成の自動化、省力化、および低欠陥化を図る
ことができる。そしてまた現像はプラズマによるもので
あるため、現像に対しては純水、エツチングに対しては
四塩化炭素および酸素のみで済み、大幅なコスト低下を
期待でき、かつ従来ドライエツチングが不可能であった
電子ビーム露光用レジスト膜は、この実施例によると容
易にドライエツチングが可能となる。
さらに従来の３層構造をもつパターン形成方法の場合、
最上層のレジスト膜は、できるだけ薄膜である必要があ
シ、２層目のパターンを形成するために、溶液によるエ
ツチング方法を採用していたので、ピンホールが極めて
多く形成されてしまうという致命的な欠点を有していた
が、この実施例では前記のように、プラズマドライ現像
９灰転エツチングプロセスを採用しているために、最上
層のレジスト膜は薄い方がよく、シかもピンホールが全
く形成されないという有利さがあり、併せて形成される
パターンの寸法精度を向上し得る利点がある。
最上層のレジスト膜は、できるだけ薄膜である必要があ
シ、２層目のパターンを形成するために、溶液によるエ
ツチング方法を採用していたので、ピンホールが極めて
多く形成されてしまうという致命的な欠点を有していた
が、この実施例では前記のように、プラズマドライ現像
９灰転エツチングプロセスを採用しているために、最上
層のレジスト膜は薄い方がよく、シかもピンホールが全
く形成されないという有利さがあり、併せて形成される
パターンの寸法精度を向上し得る利点がある。
なお前記実施例では、半導体ウェハ上に金属クロム薄膜
を形成した場合について述べたが、これに限られるもの
でなく、ガラス基板などにも適用可能なほか、金属クロ
ム薄膜以外にも他の反転エツチング可能な薄膜、つまシ
プラズマエッチングに耐え、かつ還元性ガスによりエツ
チングされ易い物質薄膜であればよい。また電子ビーム
露光用レジスト膜にＦＰＭを用いているが、ＡＺ−１３
５０などのフォトレジストであっても同様に実施できる
。さらに露光用放射線も、電子ビーム以外にＸ線、イオ
ンビーム、紫外線、および遠紫外線などを用いることが
でき、ポリイミドに代えて他の有機物質でも同様の作用
効果が得られる。
を形成した場合について述べたが、これに限られるもの
でなく、ガラス基板などにも適用可能なほか、金属クロ
ム薄膜以外にも他の反転エツチング可能な薄膜、つまシ
プラズマエッチングに耐え、かつ還元性ガスによりエツ
チングされ易い物質薄膜であればよい。また電子ビーム
露光用レジスト膜にＦＰＭを用いているが、ＡＺ−１３
５０などのフォトレジストであっても同様に実施できる
。さらに露光用放射線も、電子ビーム以外にＸ線、イオ
ンビーム、紫外線、および遠紫外線などを用いることが
でき、ポリイミドに代えて他の有機物質でも同様の作用
効果が得られる。
以上詳述したようにこの発明方法では、溶液による現像
、およびエツチングによることなく、全プロセスをドラ
イ化できて、パターン形成の自動化、省力化、および低
欠陥化が可能となシ、高精度の微細パターンを容易に得
られるなどの優れた特長がある。
、およびエツチングによることなく、全プロセスをドラ
イ化できて、パターン形成の自動化、省力化、および低
欠陥化が可能となシ、高精度の微細パターンを容易に得
られるなどの優れた特長がある。
第１図（ａ）ないしくｅｌは従来例による微細・パター
ン形成方法を工程順に示すそれぞれ断面図、第２図（ａ
）ないしくｅ）はこの発明の一実施例による微細パター
ン形成方法を工程順に示すそれぞれ断面図である。 （１１・・・・半導体ウエノ％、Ｑυ・・・・ポリイミ
ド、ａつ・・・・金属クロム膜、ａ３・・・・電子ビー
ム露光用レジスト膜、似し・・・電子ビーム、（１５・
・・・レジストハターン、翰・・・・反転エツチングに
よる金属薄膜パターン。 代 理 人 葛 野 信 −第１図 第２図 （ｂ） （ｄ） ６
ン形成方法を工程順に示すそれぞれ断面図、第２図（ａ
）ないしくｅ）はこの発明の一実施例による微細パター
ン形成方法を工程順に示すそれぞれ断面図である。 （１１・・・・半導体ウエノ％、Ｑυ・・・・ポリイミ
ド、ａつ・・・・金属クロム膜、ａ３・・・・電子ビー
ム露光用レジスト膜、似し・・・電子ビーム、（１５・
・・・レジストハターン、翰・・・・反転エツチングに
よる金属薄膜パターン。 代 理 人 葛 野 信 −第１図 第２図 （ｂ） （ｄ） ６
Claims (6)
- （１）基板上に有機物質層を形成する工程と、この有機
物質層上に反転エツチング可能な金属膜を形成する工程
と、この金属膜上にレジスト膜を塗布する工程と、この
レジスト膜に放射線を選択的に照射してバターニングす
る工程と、前記レジスト膜をプラズマ中で現像してレジ
ストパターンを形成する工程と、このレジストパターン
をマスクにプラズマ中で反転エツチングして金属膜パタ
ーンを形成する工程と、この金属膜パターンをマスクに
して前記有機物質層を選択的にエツチング除去する工程
とを含むことを特徴とする微細パターン形成方法。 - （２）金属膜がタングステンなどの不純物を含有する金
桝りｐム膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の微細パターン形成方法。 - （３）放射ｍが電子ビーム、Ｘ＠、イオンビーム。 紫外線、および遠紫外線のいずれかであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の微細パターン形成方法
。 - （４）現像がプラズマドライ現像であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の微細パターン形成方法。 - （５）反転エツチングが四塩化炭素、窒素、および酸素
の混合ガスを含むプラズマ中で行なわれることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の微細パターン形成方法
。 - （６）有機物質層のエツチングが酸素ガスによるリアク
ティブスパッタエツチングであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の微細パターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58015705A JPS59141227A (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | 微細パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58015705A JPS59141227A (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | 微細パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59141227A true JPS59141227A (ja) | 1984-08-13 |
Family
ID=11896181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58015705A Pending JPS59141227A (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | 微細パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59141227A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718875A3 (en) * | 1994-12-20 | 1997-10-01 | Alcatel Italia | Contact photolithographic process for making metallic lines on a substrate |
| US5888852A (en) * | 1996-03-01 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for forming semiconductor microstructure, semiconductor device fabricated using this method, method for fabricating resonance tunneling device, and resonance tunnel device fabricated by this method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52104066A (en) * | 1976-02-27 | 1977-09-01 | Hitachi Ltd | Selective etching method of thermosetting organic materials |
| JPS5461478A (en) * | 1977-10-25 | 1979-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Chromium plate |
| JPS57186337A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for fine pattern |
-
1983
- 1983-02-01 JP JP58015705A patent/JPS59141227A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52104066A (en) * | 1976-02-27 | 1977-09-01 | Hitachi Ltd | Selective etching method of thermosetting organic materials |
| JPS5461478A (en) * | 1977-10-25 | 1979-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Chromium plate |
| JPS57186337A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for fine pattern |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718875A3 (en) * | 1994-12-20 | 1997-10-01 | Alcatel Italia | Contact photolithographic process for making metallic lines on a substrate |
| US5888852A (en) * | 1996-03-01 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for forming semiconductor microstructure, semiconductor device fabricated using this method, method for fabricating resonance tunneling device, and resonance tunnel device fabricated by this method |
| US6015978A (en) * | 1996-03-01 | 2000-01-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Resonance tunnel device |
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