JPS59202636A - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents

微細パタ−ン形成方法

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JPS59202636A
JPS59202636A JP58077436A JP7743683A JPS59202636A JP S59202636 A JPS59202636 A JP S59202636A JP 58077436 A JP58077436 A JP 58077436A JP 7743683 A JP7743683 A JP 7743683A JP S59202636 A JPS59202636 A JP S59202636A
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JP
Japan
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film
resist
etching
organic
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP58077436A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Umezaki
梅崎　宏
Naoki Koyama
直樹 小山
Yoji Maruyama
洋治 丸山
Ken Sugita
杉田　愃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • 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)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体微細パターン形成方法に関し詳しくはほ
ぼ１μｍ以下の微小寸法のパターンを形成するにとくに
好適な微細パターン形成方法に関する。
〔発明の背景〕
従来、磁気バブルメモリ等のパターン形成には被加工物
上にレジストパターンを形成した後、被加工物のエツチ
ングを行う、いわゆるホトエツチング法が用いられてい
る。この方法において、レジストの膜厚は上記エツチン
グに耐える膜厚が必要であシ、例えば膜厚０，３５μｍ
のＮｉ’ｐｅ合金膜をイオンミリングでエツチングする
のに必要なレジスト膜厚は約０．７μｍである。一方、
レジストパターンの解像度は一般にレジスト膜厚が薄く
なる程高解像度となる。このため、薄い膜厚のレジスト
膜厚いて、エツチング用のマスクパターンを作製するい
わゆる三層レジスト法と呼ばれる方法が提案されている
。（Ｊ　１Ｍ、Ｍｏｒａｎ　　ｅｔ　ａｌ　　；Ｊ　、
　■ａｃ　、　Ｓｃｉ　、’ｌ’ｅｃｈｎｏｌ　、　１
６　（１９７９１６２０）この方法において、被加工物
上に樹脂膜を形成した後さらに中間膜として無機膜を形
成し、その上にレジストパターンを形成する。次いで、
レジストパターンをマスクとして無機膜のエツチングを
行い、さらにたとえば酸素を用いたイオンエツチングな
どにより樹脂膜のエツチングを行う。ここで上記無機膜
は酸素イオンエツチングに対して大きな耐圧を有するた
めエツチングのマスク材となる。また、レジストの膜厚
は無機膜のエツチングに際し、エツチングに耐える膜厚
で良く、通常０．２〜０．３μｍの薄い膜厚が用いられ
る。
この無機膜として、ＭＯｒａｎ等はＣＶＤ　（Ｃｈｅｍ
ｉ−ｃａｌ　　Ｖｐｏｒ　　１）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　
）法により形成したＳｉＯ２膜、また遠藤等（第２８回
応用物理学会予稿集（１９８１）ｐ３７０）は蒸着法に
より形成したＳｉ膜を用いている。しかしながらこれら
の方法は真空装置が必要で所要工程が長くなるという欠
点がある。
このため、スピン塗布により形成したＳ　ｌ　０２、模
を用いる方法が提案されている（松井他：第２９回応用
物理学会予稿隼（１９８２）ｐ３５７）。
この方法においては、単分子型の有機Ｓｉ化合物浴液を
スピン塗布し、さらに加熱処理を行うことによ５８１０
．＋膜を得ることができ工程は大幅に簡略化される。し
かしながら、この方法によって得られる８１０２膜は、
下層の樹脂膜および上部に形成するレジストパターンと
の接着性がちま９良好でな、い。すなわち、たとえば樹
脂−として耐熱性高分子樹脂であるポリイミド樹脂を用
いる場合、その上に上記方法により形成したＳ　１０２
膜ではクランクが入り良好な膜を得ることはできない。
また、レジストとしてノボラック系のレジス）ＡＺ１３
５０Ｊ（シソプレイ社商品名）を用いる場合も、上記方
法により形成した８１０２膜上では接着性が悪くレジス
トパターンが剥離してしまう。さらに、単分子型の有機
Ｓｉ化合物は容易に加水分解を起すため、塗布膜中に異
物（加水分解生成物）が発生する危険が太きい。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の方法の有する問題を解決し接着性
が良好で異・吻混入の恐れがない微朋パターン形成方法
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明においては、上記三層レジスト法における中間膜
として、有機Ｔｉあるいは有機ｒ１．Ｎ　ａあるいは高
分子型のＳｉ樹脂を用いる。これらの材料は、ポリイミ
ド樹脂およびノボラック系レジストに対する接着性がと
くに良好である。一方、加水分解ｉＣｉよしては、高分
子型のＳｉ樹脂はきわめて安定である。゛また、有機Ｔ
ｉおよび有機Ｔａは化合物の種頑によ９加水分解速度が
異なるが、きわめて加水分解速度の遅い化合物が存在す
る。
〔発明のンこｌ（Ｂクリ〕
以Ｆ１本発明の一寿〃＆列？第１図にょシ説明する。
同図＜ａ）に示すように被〃日工１漠ｌの上に耐熱性樹
＋＋１膜２を形成する。本実施列においてはポリイミド
耐脂金用い、・１封脂浴液をスピン塗布した後３５０Ｃ
の加熱悪１里を行い膜厚１μｍの樹脂膜を得た。
次いで、中間１反３として有機Ｔｉ膜を形成する。
ここでＮｎＴｉ溶ｒ夜としてアトロンＮＴｉ　（日本曹
達社商品名）？用い、スピン塗布した後２００Ｃの加熱
処理を何い、膜厚０．１μｍの嘆を得た。
次に、同図（ｂ）に示すようにレジストパターン４を形
成する。レジストとして短波長紫外光用レジストである
ＲＤ２０００　Ｎ　（日立化成社商品名）を用い、短波
長紫外光を用いた密着露光によりパターン形成を行った
。なお、レジスト膜厚は０６２５μｍとした。
次に、同図（Ｃ）に示すようにＣ，Ｆ’４　ガスを用い
たイオンエツチングによシ有機Ｔｉのエツチングを行う
。入力は１００Ｗ、’真仝度５　Ｘ　１０−３Ｔ□ｒｒ
で約５分間のエツチングにより有機Ｔｉのエツチングを
行うことがでキル。
最後に、同図（ｄ）に示すように酸素ガスを用いたイオ
ンエツチングによシ樹１１「膜のエツチングを行う。
エツチング時の入力は１００Ｗ、真空度は５×１０−’
Ｔｏｒｒである。このとき、樹＾旨膜（ポリイミド樹脂
）および有機Ｔｉのエツチング速度はそれぞれ１０００
人／騙および１０人／閤であシ、有機ＴＩは酸素のイオ
ンエツチングに対してマスク材として機能していること
がわかる。
以上の工程により、被加工膜のエツチングに対するマス
クパターンを得る。磁気バブルメモリの形成において、
このマスクパターンを用いてエツチングを行った例を以
下に示す。パーマロイ膜上に有機Ｔｉおよびポリイミド
膜よりなるマスクパターンを上記実施例と同様の方法に
より形成する。
次いで、イオンミリングによりパーマロイのエツチング
を行う。このとき、有機ＴＩ、ポリイミド樹脂およびパ
ーマロイのエツチング速度はそれぞれ１００人／ｍｊｙ
ｒ　、　　２５０人／ｍｉｎ、　　２２０　Ａ　７ｍで
あり、３５００人のパーマロイ膜をエツチングするのに
要する時間は約１６分である。このとき有機Ｔｉおよび
ポリイミド樹脂からなるマスクパターンはＭ機ＴＩが消
失し、ポリイミド樹脂が残存した状態となる。このポリ
イミド樹脂は、通常のレジスト材料とは異なり耐熱性に
優れ化学的に安定な樹脂である。したがって、除去を行
わなくても信頼性の点で問題となることはない。
以上、Ｍ機ＴＩを例とした実施りＵについて説明を行っ
たが、本発明の効果は有機Ｔｉのかわシに有機Ｔａある
いは高分子型のＳｉ樹脂を用いても良好である。すなわ
ち、これらの材料はＣＰ４ガスによるエツチングがａＴ
能であり、酸素のイオンエツチングによるエツチング速
度はきわめて小さい。また、これらの材料は加水分解速
度がきわめて小さく、化学的に安定なため、長期にわｆ
？：、シ保存しても異物が発生することはない。
なお上記実施例において有機Ｔｉ膜はスピン塗布後２０
０Ｃのベークを行った。このベーク温度での塗布膜は有
機物の状態である。一方、ベーク温度を４０００とする
と塗布膜は無機物となり、組成的にはＴ　ｒ　０２に近
い構成となっている。このＴ１０２ｆｉ似の膜を用いて
も先の実施例と同様の工程を行うことが可能であυ、本
発明の特徴はなんらそこなわれることはない。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、三層レジスト構造を
すべてスピン塗布膜により構成するため、工程を大幅に
簡略化することができる。また、中間層として用いた有
４’１’ｔ、有機Ｔａおよび高分子型のＳｉ樹脂は第１
層に用いる樹脂膜、特にポリイミド１対脂との接着性が
良好である。また、上部に設けるレジストパターン、特
にノボラック系レジストとの接着性も良好であり、きわ
めて安定性、再現性が優れている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示す工程図である。 １・・・被加工膜、２・・・樹脂膜、３・・・中間膜、
４・・・し■　１　　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、下記工程を含む微細パターン形成方法（ａ）　　樹
    脂膜を被加工物上に形成する工程、（ｂ）　　上記樹脂
    ；奨上に有機ｒｌ＋　１膜を形成する工程、（Ｃ）　　
    上記有機Ｔ　ｉ　ｄ上に所望の形状を有するレジストパ
    ターンを形成する工程、 （ｄ）　　上記レジストパターン全マスクに用いて上記
    有・［掟ｑ゛ｉ、漠ｉエツチングする工程、（ｅ）　　
    上記有機Ｔ１；漠をマスクに用いて上記樹脂膜をエツチ
    ングする工程。
JP58077436A 1983-05-04 1983-05-04 微細パタ−ン形成方法 Pending JPS59202636A (ja)

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