JPS5928339A - パタ−ンの形成方法 - Google Patents

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】 本発明は、光を用いた微細パターンの形成方法に関する
。

近年、半導体・集積回路装置の高集積化が進むにつれて
、微細パターンの形成方法が重要なものとなってきてい
る。特に最近の半導体・集積回路装置では、高密度化の
ために多層配線ｆ１り造が用いられるのが常であシ、そ
の結果必然的に半導体基板上には凹凸が生じ、中にＵ２
μＩｎにも及ぶ大きな段差となるものも少なくない。こ
のような大きな段差を有する半導体基板上に微細パター
ンを形成する場合、段差部での７オトレジストのスデッ
プカバーレージの悪さ、段差の上部及び下部でのパター
ン寸法の変動等の多くの問題が生ずる。このような問題
を解決する１つの方法として最近注目されているのが、
多層レジスト技術である。

第１図ないし第３図は従来の多層レジスト技術の主要工
程図である。この方法は、初めに表面に段差を有する半
導体基板１０１上に２〜３μｎｌ程度の膜厚の厚い７第
１・レジスト層１０２を塗布することＫよって、半導体
基板１０１上の段差を平担化する（第１図）。このフォ
トレジスト／１１０２としては主にＰＭＭＡ（ポリ・メ
チル・メタクリレート）が用いられる。次に、フォトレ
ジス！・１０２の上面に０．５μｍ程度の膜厚の薄いフ
ォトレシスト層１０３を塗布して、露光・現像し、パタ
ーンを形成する（第２図）。フォトレジスト層１０３と
しては光露光の場合、主にＡＺ１３５０Ｊが用いられる
。次にフォトレジスト層１０３をマスクとして、Ｄｅｅ
ｐＵＶ光（波長２ｏｏ〜２５０皿１）を全面に照射後、
現像し、フォトレジスト層１０２のパターンを形成して
、工程を終了する（第３図）。

この方法によれば、半導体基板１０１表面の段差が膜厚
の厚いフォトレジスト層１０２によって平担化されるの
で、段差の上部及び下部においてフォトレジストＮ１０
３の膜厚の変化が全くなく、その結果、両者の間に最適
露光量の差が生じないために、パターン寸法の変化がな
い。更にステップカバレージが良い為に膜厚を薄くする
ことが可能となシ、高解像度が期待できる。

しかしながら、上層の膜厚の薄いフォトレジスト層１０
３を露光し、パターンを形成する工程において、通常用
いられる波長入フ４３６　ｎｍに対して、第４図の分光
特性に示すように、上層のフォトレジストであるＡＺ１
３５０Ｊは５０〜６０％の透過率があｐｌ一方下層のフ
ォトレジストであるＰＭＭＡは１００％である為、上層
のフォトレジスト層１０３の雑光の際に用いた光のおよ
そ５０〜６０％が下層のフォ）　ｌ／シスト層１０２を
透過し、半導体基板１０１に到達する。１１をに半導体
基板１０１が反射率の良いアルミニウム等で覆われてい
る場合には、この到達した光の大部分が反射光となる。

この反射光は入射光と干渉して、上層の７メトレジスト
層１０３内に定在波を発生させ、解像度の低下をもたら
す。従って、この方法によれは定在波による琲像度低下
は避けられず、微細パターンの加工は困難である。よっ
て、半導体基板からの反射光をいかにして低減し、定在
波の発生を防止するかが微細パターンを形成するための
重要な腺題である。

本発明の目的は、上記した反射光を低減することによっ
て、定在波の発生を防止し、高解像度のパターン形成方
法を提供することにある。本発明の特徴は、表面に段差
を有する半導体基板上に光露光法によυフォトレジスト
パターンを形成する方法において、眩光に対して吸収性
を有する第１の塗膜を該半導体基板上に形成する工程と
、該段差を平担化する第２の塗膜を該第１の塗膜上に形
成する工程と、所望のパターンを光露光法によシ形成す
るための第３の塗膜を該第２の塗膜上に形成する工程と
を含むパターンの形成方法にある。

本発明によれば、上層のフォトレジストの露光に用いる
光の大部分を吸収する層を半導体基板の表面に設けるこ
とによって、反射光を防止し、高解像度のパターン形成
が実現できる。

以下図面を用いて、本発明の詳細な説明る。第５図ない
し第９図は、本発明の一実施例における主要工程図であ
る。第１０図は本発明に用いられた光吸収層の分光特性
である。

初めに、第５図に示すように反射率の大きいアルミニウ
ム２０１で全面を被覆された、段差を有する半導体基板
２０２上に、約２００ＯＡの光吸収層２０３を回転塗布
する。この光吸収層２０３は、例えば、東京応化工業（
株）製ＯＣＤに、光露光に通常使用される波長人＝４３
６ｎｍの光を吸収する色素ＧＣＮを混合したものである
。この光吸収１チマ２０３の分光／ｌｄｉ′性は第１０
図に示すように、波１４人＝４３６ｎｍの光の９０％を
吸収し、１０％を透過する。従って、アルミニウム２０
１０表面に到達する光は、光吸収層２０３への入射光の
１０％である。ここで、仮にアルミニウム２０１０反射
率が１００％とした場合でも、この表面からの反射光は
再び光吸収層２０３によって９０％吸収されるので、光
吸収層２０３への入射光の高ｈ１％程度となシ、大幅に
減少する。次に第６図に示すように、光吸収層２０３の
上面に膜厚的２／２１１１の厚いフォトレジストＷＩ２
０４を形成して、半導体基板２０１の段差を平担化し、
更にその上面に膜厚的０．５μｍの薄いフォトレジスト
層２０５を形成する。フォトレジス｝Ｍ２Ｏ３．２０５
としては例えばＰＭＭＡ　、ＡＺ　１３５０Ｊをそれぞ
れ用いる。フォトレジスト層２０５は表面が平担なフォ
トレジスト層２０４の上面に形成されるので、半導体基
板２０２の段差部におけるステップカバレージは全く問
題がなく、段差の上部と下部との間で膜厚の変動がない
。従って、パターン寸法の制御性が良く、薄膜化による
高解像度化が可能となる。その後第７図に示すように、
波長人＝４３６１１ｍの光で露光後、現像し、フォトレ
ジストパターン２０６を形成する。

ここで、上記したようにフォトレジスト層２０５の透過
率は５０〜６０％であり、又、フォトレジスト層２０６
は１００％であるから、露光に用いた光の５０〜６０％
が光吸収層２０３へ入射する。

更に上記したように、光吸収層２０３への入射光の高々
１％がアルミニウム２０１からの反射光となるので、フ
ォトレジスト層２０５へ到達する反射光は、高々０．５
〜０．６％程度であシ、大幅に減少する。従って、定在
波の発生はほとんどなくなシ、微細なフォトレジストパ
ターン２０６の形成が実現できる。

次ニ、フォトレジストパターン２０６Ｑマスクとして、
全面をディープＵＶ光（波長式＝２００〜トレジスト層
２０４を加工する。最後に光吸収層２０３を例えば、Ｃ
Ｆ４ガスを用いたリアクディブスパッタ・エツチングに
よって８ｎ　９図のように加工し、工程を終了する。

上述したように、この発明によれｔＪ：、　ｊＮ光に用
いられる光を吸収する層を設けて、半導体基板表面から
の反射光を低減することによって、従来の多層レジスト
技術で問題となっていた反射光による定在波の発生、そ
れに伴なう解像度の低下を防止することができ、微細パ
ターンの形成が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来技術の主、要工程図でアシ、
第４　図１ｄ　ＰＭＭＡ　及ヒＡＺ　１３５０　（０分
光特性を示す図である。第５図ないし第９図は本発明の
一実施例における主要工程図で、あり、第１０図は本発
明に用いられた光吸収層の分光特性を示す図である。 尚、図において、１０１・・・・・・半導体基板、１０
２・・・・・・フォトレジス）／ｐ、１０３・・・・・
・フォトレジストｉ、２０１゛・・・・・アルミニウム
ｓ　２０２・・・・・・半導体基板、２０３・・・・・
・光吸収層、２０４・・・・・・フォトレジストＬ２０
５・・・・・・フォトレジスト層、２０６・・・・・・
フォトレジストパターンである。 １５ ２６１）　　２＃　　２１１０　３２０　　ａｔθ　４
Ｊ０　４ρ　φ〃＄２θ羨′＆（７Ｌ−ｎＬ） 第４−図 ３９０　　　＃θ　　　　４Ｌ９θ　　　　ｔθθ　　
　　、＋４′θ３良−＆、（７Ｌ筑） 半ｌθ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に段差を有する半導体基板上に光露光法によシフオ
   ドレジストパターンを形成する方法において、眩光に対
   して吸収性を有する第１の塗膜を該半導体基板上に形成
   する工程と、該段差を平担化する第２の塗膜を該第１の
   塗膜上に形成する工程と、所望のパターンを光露光法に
   よル形成するための第３の°塗膜を該第２の塗膜上に形
   成する工程とを含むことを特徴とするパターンの形成方
   法。