JPS5966122A - パタ−ン形成方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はパターン形成方法に関し、詳しくは、各種半導
体集積回路や磁気バブルメモリ素子などの作製にとくに
有用な、パターン形成方法に関する。

〔従来技術〕

段差を有する多層構造素子を通常の方法で形成すると、
第１図（ａ）に示すようにパターン２のエッヂ４が急峻
となり、上層に形成すべきパターン１が切断された９、
パターン内で厚みが変化する欠点があった。そこで第１
図（ｂ）に示すようにパターン２のエッヂに傾斜をつけ
ることが提案されている。

第２図はその一例であシ、まず第２図（ａ）に示すよう
にパターンを形成すべき層２上に所望のレジストパター
ン５を形成する。このレジストパターン５のエッチに傾
斜をつけ、次に第２図（ｂ）に示すように上記層２をイ
オンミリンク、スパッタエツチング等でエツチングする
。この時レジストパターン５もエツチングが進行し、膜
厚の薄いエッヂ部がまず除去され、その下の被加工層２
が露出する。露出した被加工層２は以前から露出してい
た被加工層２とともにエツチングがされるようになる。

その結果、第２図（Ｃ）に示すようにエッヂ部が傾斜し
たパターン２が得られる。

上記従来の方法ではレジスフパターン５の傾斜を精度良
く作製することが重要であるが、通常のホトリソグラフ
ィ技術ではレジストパターンのエッヂに所望の傾斜を形
成することは極めて内難であった。つまυ、通常のホト
リソグラフィ技術によって形成されるホトレジストの断
面形状は、はぼ垂直であり、パターンのエッチに傾斜を
形成するために、露光時に意図的に解像不良を生ぜしめ
いて、制御性、再現性に欠ける欠点があった。

さらに、レジスト膜厚の変化のみで、傾斜したエッヂ部
を形成すると、被加工層上の平坦部と傾斜部の境界線が
鋭くなる傾向にあり、後の工程で形成される配線パター
ンなどが急激に折れ曲がり、配線寿命を劣化させたり、
また磁気バブル素子のバブル転送に不必要な磁極を発生
させたりするという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来のパターン形成方法の有する上記
問題を解決し、高精度かつなだらかな傾斜を有するエッ
ヂを容易に形成することのできるパターン形成方法を提
供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を形成するため、本発明は之逆台形の断面形状
を有するレジストパターン全形成し、これをマスクに用
いてドライエツチングすることによって平担部からの変
化がなめらかな傾斜を高い積置でパターンのエッヂ部に
形成するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第３図は、本発明の一実施例を示す工程図である。

まず、第３図（ａ）に示すようにＳｉ基板３０表面にＰ
ｉＱ（登録商標）を３００　ＯＡ被加工層２として形成
し、さらにその上にホトレジスト膜５として几Ｄ２００
ＯＮ（商品名９日立化１１ｉ１３１：（株）製。

フェノール樹脂とアジド感光剤を含む）を１．０μｍの
厚さに塗布した。８０ｔＴ、２０分間プリベークを行っ
た後、遠紫外光（波長２００〜３００ｎｍ）によシ所望
の領域を露光した。この際の露光量は３２Ｗ／Ｃｒｎ２
　（波長２２５ｎｍ）で約４秒とした。ＲＤ２００ＯＮ
は遠紫外露光により溶解度が低下し、現像処理に対して
露光領域が不溶化する。

この際、Ｒ，Ｄ−２００ＯＮは遠紫外光の露光により、
まずレジスト表面で感光反応が起シ、表面領域が不溶化
する。しかし、反応後も遠紫外光を強く吸収するため、
遠紫外光が下部へ透過するのが妨げられ、レジストの下
層では感光反応が起きない。

そのため、第３図（ｂ）に示したように、現像処理によ
って未露光部と共に、露光領域の下層が溶解する。その
結果、第３図（ｂ）に示すように逆台形の断面構造を持
ったレジストパターン５が作られる。

第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれオーパーツ・ング量お
よびオーパーツ・ングの角度（オーパーツ・ング部下面
と被加工層との間の角度）の現像時間依存性を示す。第
４図から明らかなように、本発明における逆台形のレジ
ストパターン制御性は極めて良好であり、オーパーツ・
ング量が０．５〜５μｍの逆台形レジストパターンを高
い精度で形成することが可能である。

上記のレジストパターンをマスクに用いてイオンミリン
グを行うと第３図（Ｃ）に示すように、まず被加工層Ｉ
Ｚｇ２の霧出部は除去され、さらにレジストパターン５
もエツチングされるので、膜厚の薄いエッチ部では、新
たに被加工層２が露出される。露出した被加工層２はエ
ツチングを続けることによシ、それまでに霧出していた
被加工層に続いてエツチングされる。その結果、第３図
（Ｃ）に示すように傾斜したエツジを持つパターンが形
成される。

この時、逆台形のレジスト断面形状に起因してエツチン
グに関与するイオンが回り込みを起し、それにより、被
加工層端部はなだらかな曲率を有する曲面が形成される
。

最後に、残ったレジスト５を除去し、第３図（ｄ）に示
す、パターンが得られる。

本発明は、イオンミリング等のドライエツチングによっ
て、パターンのエッチに傾斜をつけ従来用いられた断面
形状である台形のレジストパターンに代わシ、逆台形の
レジストパターンを用いることを特徴とする。この逆台
形の断面形状は、Ｒ１）２００ＯＮ等のホトレジストを
用いることにより、従来の断面が台形のレジストパター
ンを用いたときに比べ傾斜を作る上で制御性がはるかに
優れているという新らしい知見にもとすくものである。

また断面が逆台形のレジストパターンをエッチフグマス
クに用いるため、上記のように、エツチングの際にイオ
ンなどが回り込み、曲面を有する傾斜したエツジが形成
される。これは、その上に配線などを形成した際に、断
線などの生ずる恐れが非常に少々いという点で、極めて
すぐれている。

本発明において傾斜量の制御は、レジスタパターンの断
面形状によって行なわれる。つまり、レジスト表面は現
像処理によって、不溶化し、基板側のレジストは、上記
のように現像時に溶解が進行して断面が逆台形となる。

そのため、現像時間によって逆台形の形状制御され、結
果として、パターンエッヂの傾斜を制御することになる
。

上記実施例では、ホトレジストとしてＲＤ２００ＯＮを
用いたが、本発明において使用できるホトレジ用いれば
、ＲＤ２００ＯＮと同様に断面が逆台形のレジストパタ
ーンを形成することができる。また、ＡＺ１３５０Ｊ（
シップレイ社製ホトレジスト、商品名）等の通常のホト
レジス］・膜を、クロロベンゼンに侵清してす、像する
方法を用いることも可能である。

第５図は、本発明お・よび従来方法を用いて作製した磁
気バブル素子における、ツクプル転送の動作マージンを
示したものである。

第５図において曲線ａｌ　ｂは従来方法によって形成さ
れた素子、曲Ｍ’ＸＪ　Ｃは本発明によって形成された
素子の動作マージンをそれぞれ示す。本発明によって形
成された素子のマージンは従来法によって形成された素
子のマージンより大きく、本発明の有効性が確認された
。

〔発明の効果〕

ｆ６本発明によれば、バブルメモリ素子、磁気記録ヘッ
ド、半導体素子等を形成する際に、パターンのエッチに
所望の傾斜を高い精度でつけることができ、その結果、
それ以後に積層すべきパターンの切断、局部的な膜厚の
変化など好ましくないトラブルを防止することが出来、
素子の性能向上と共に、素子の不良率を大巾に低減する
ことができた。

また、本発明によれば、レジスト膜厚の変化にφ よる、テーバエツチング効果のみならず、逆台形矛形状
に起因する、エツチングガスの回り込み効果によっても
、エツチングが進行するため、被加工層の平坦部と傾斜
部の境界が、なたらかな曲率を有する。この効果は、配
線パターンの断線対策にとって特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はパターンエッヂにおける問題点を説明するため
の図、第２図は従来方法を示す工程図、第３図は本発明
の一実施例を示す工程図、第４図および第５図は、それ
ぞれ本発明の効果を示す曲線図である。 １・・・上層のパターン、２・・・被加工層、３・・・
基板、４・・・エツジ、訃・・レジスト膜くターン、６
・・・短波長紫外光。 代理人　弁理士　薄田利幸 順　１　区 第　２　図 夏３　図 第４−図（り 第４　図（１−） 循　５　図 品内同転羞拳（θε）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記工程を含むパターン形成方法 （１）ベンゼン環を感光基に有するホトレジスト膜を被
   加工層上に塗布する工程。 （２）上記ホトレジスト膜の所望部分に遠紫外光を照射
   する工程。 （３）上記ホトレジスト膜を現像して、断面が逆台形の
   レジストパターンを形成する工程。 （４）上記レジストパターンをマスクに用いて上記被加
   工層をドライエッチし、端部が傾斜しタハターンを形成
   する工程。