JPS6053028A - 微細パタ−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Ａり用分野〕 本発明は、半導体製造プロセスにおける微細パターン形
成方法に係り、特に微細な配線パターンの形成法の一種
であるリフトオフに関する。

〔発明の背景〕

リフトオフ法においては、何らかの方法によって、下辺
が上辺より短いような断面形状を持つパターン（以下、
アンダーカント状パターンと呼ぶ〕を形成することが不
可欠である。したがって、形成すべき線幅が微細になる
と、パターンと基板との」ｄ触面積が著しく減少する。

通常、アンダーカットは現像液あるいはエツチング液に
より形成されるので、接触面積が狭い場合（たとえば幅
１μｍ以下の場合）には接着不良となり、倣細なパター
ンは流失する。このため、１μｍ以下の寸法領域でのリ
フトオフはきわめて困難であった。

上記の難点を克服する方法として、アンダーカットをプ
ラズマエツチングにより形成する方法が考えられるが、
パターンの上層にプラズマ耐性の高い膜（ＳｉＯ等の無
機物）を形成する必要があるので、工程が繁雑になると
いう欠点がある。

（Ｓ、　ｐ、Ｉ、　ｙｍａｎ　らの多層構造法）〔発明
の目的〕 本発明の目的は、比較的簡単な工程でプラズマエツチン
グによりレジストにアンダーカット状のパターンを形成
し、線幅１μｍ以下の配線のリフトオフを可能とする方
法を提供することにある。

〔発明の概要〕

ヨウ素の酸化物が酸素プラズマに対して高い耐性を示す
ことが知られている。これを利用して、ヨウ素化合物を
含むレジストを上層にして、この層に通常の露光現像処
理でパターン形成し、その後に酸素を用いた異方性プラ
ズマ処理を行なうと、上層パターンがマスクとなって、
下層に垂直にきり立ったパターンが形成される。

そこで、上記酸素プラズマによる異方性エッチを、等方
性エッチに変えることで、下層にアンダーカットを形成
することが可能である。

〔発明の実施例〕

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例１ 市販のキノンジアジド系ポジ型フォトレジスト、商品名
ＡＺ１３５０Ｊ　（５ｈｉｐｌｅｙ社製）をｓｉウェフ
ァ上に１．５μｍの厚さに回転塗布し、２ｏｏｃにおい
て３０分間ベークした。この試料の上に、ＡＺ１３５０
Ｊの溶液ＶＣｇ量比で２０％の２．４．６−トリヨード
フェノールを加えて溶解した溶液を、回転塗布呟８０ｃ
で２０分間ベークすることにより厚さ０．８μｎ】の第
２層を形成した（第１は］　（ａ））。

この２層の薄膜が形成された試料に、通常の方法に従い
縮小投影露光法により線幅０．８μｍ１線間隔１．２μ
ｎ】のパターンを転写した。現像液として、有機アルカ
リ現像液ＭＦ３１２　（５ｈｉｐｌｅｙ社製）と水の１
：４（容量比）の混合液を用いることにより、試料の第
２層（トリヨードフェノールを含む層）のみ現像した（
第１図（ｂ））。

その後、円筒型プラズマ処理装置を用いて、酸素プラズ
マによる等方性エツチングを２０分間行なったところ、
第２層のパターンはトリヨードフェノールが酸化される
に従って酸素プラズマに対する耐性を示すようになり、
その結果、第２層のパターンに対して下層のレジスト層
にサイドエッチを形成することができだ（第１図（Ｃ）
）。

すなわち、この方法により、リフトオフに適したアンダ
ーカット状のレジストパターンを形成することができ、
上記の工程を経た試料にＡｔを蒸着しく第１図（ｄ））
、リフトオフ工程における常法に従ってレジスト除去剤
によりレジスト部分（第１および第２層、第１図２．３
）ｆ：除去することによって、間隔０．８μｍ、、線巾
１．２　μｍのＡｔ配線を形成することができた（第１
図（ｅ））。

実施例２ 重量平均分子量約１５万の環化シス１，４−ポリイソプ
レン１２重量％キシレン溶液を、シリコンウェファ上に
回転塗布し、１５０ｃ２ｏ分間ベークすることにより厚
さ１．５μｍの第１の塗膜を形成した。次いで、市販の
ネガ型遠紫外線レジスト、レイキヤス）ＲＤ２００ＯＮ
（日立化成株式会社製、ポリビニルフェノールージアジ
ト系レジスト）の溶液１００重量部に対して２，４．６
−）ＩＪヨードフェノール１３重量部を添加し溶解した
。この浴液を、前記環化シス１，４−ポリイソプレンの
第１の塗膜を形成した７リコンウエフア上に回転塗布し
、厚さ１．　Ｑ　１１ｍの第２の塗膜を形成した。

この試料に、遠紫外線１：１投影露光装置（キャノン’
ＪＱ　Ｍ　ＰＡ　５２０　ＰＡ　）を用いて、通常の方
法に従い、１　ｐｍ　ｌ　１ｎｅ−１μｍ　５ｐａｃｅ
　のパターンを転写し／こ。ｆ）ｌＡＭＷｉとして、レ
イキヤス）ｆ’ＬＤ２００ＯＮ用専用現像液を用い、第
２の塗ｊ臭のみ現像した。

実施例１と同様にして、酸素プラズマによる第１の塗、
１倶の后一方性エツチングを行なったところ、アンダー
カット状のレジストパターンがイ（Ｉられだ。

その後、この試料に８１を２％含むＡ４を蒸着し、常法
に従ってレジスト除去剤Ｊ−１００（Ｉｎｄｕｓ　をロ
ー（Ｊｅ＋１１ｉ社商品名）全商品名レジストパターン
を除去することによって、１μｍ　ｌ　１ｎｅ−１ｐｍ
　５ｐａｃｅの配線パターンを形成することができた。

実施例３ 重量平均分子量が約５８００のポリビニルフェノールを
ヨウ素化して得だヨウ素化ポリビニルフェノールをシク
ロヘキサノンに溶解し１８重量％溶液とし、とれに４−
アジド−４７−メトキシカルコンをヨウ素化ポリビニル
フェノールの重量に対して２０％添加してフォトレジス
ト溶液を調製した。

実施例２と同様にして、シリコンウェファ上に第１の塗
膜どして環化シス１．４−ポリイノプレンを厚さ１．５
μｍに塗布した後、上記フォトレジスト溶液を回転塗布
して、厚さ１，０μｍの第２の塗膜を形成し、８０Ｃで
２０分間のベーク処理を行なった。

この試料に、波長３６５ｎｍの紫外線を用い、開口ｉ０
．４０の１／１０縮小投影露光装置腎により、配線パタ
ーンを露光し、テトラメチルアンモニウムハイドロオギ
サイドの２％水溶液により現像し、第２層のフォトレジ
ストから成る０、７μｍ１ｉｎｅ−１，０μｒｒｌＳｐ
ａＣｅ　のパターンを形成した。

次いで、実施例１と同様にして酸素プラズマによる第１
の塗膜の等方性エツチングを行なったところ、アンダー
カット状のレジストパターンが得られた。その後、この
試料にｓｉを２％含むＡ４を蒸着し、レジスト除去剤Ｊ
−１００を用いてレジストパターンを除去することによ
って、１．ｏμｍｒ　ｉｎｅ　−ｃ）、７　ｐｍ　５ｐ
ａｃｅノＡ　ｌ配ａ）　”ｋ形成−ｊ　ル？ニー　トが
できた。

実施例４ 重（１，平均分子量が約５８００のポリビニルフェノー
ルをシクロヘキサノンに溶解し、２０重量％溶液とし、
これに４−アジド−４′−メトキシカルコンをポリビニ
ルフェノールの重量に対シて２０％添加してフォトレジ
スト溶液を調製した。

実施例１と同様にして、シリコンウェファ上に第１の塗
膜としてＡＺ１３５０Ｊを１．５μｎ〕の厚さに回転塗
布し、２００Ｃにおいて３０分間ベークしたのち、上記
フォトレジスト溶液を回転塗布して厚さ０．６μｍの第
２の塗膜を形成し、８０Ｃで２０分間のベーク処理を行
なった。

この試料に、実施例３と同様にして、波長３６５ｎｍの
紫外線を用いる１／１０縮小投影露光装置によシ配線パ
ターンを露光したのち、現像処理を行なった。これによ
って、第２層のフォトレジストから成る０、７Ａｍ　１
ｉｎｅ−０，７μｍ５ｐａｃｅ　ｔ：ｒ）パターンが形
成された。

以下、実施例１と同様に、酸素プラズマ処理・ｈｔ蒸着
処理、リフトオフ処理を行なうことによって間隔０．７
μｍ１線巾０．７μｎｌのＡｔ配線を形成することがで
きた。

実施例５ ヨウ素化ノボラック樹脂をシクロヘキサノンに溶解し、
２０重量％とし、さらに、１，２−ナツトキノンジアジ
ド−５−スルホン酸−ｐ−４リルエステルを添加し、溶
液とした。ヨウ素化ノボラツク樹脂と上記キノンジアジ
ド化合物との混合比は、重量比で１００ニアとした。

実施例２と同様にして、シリコンウェファ上に第１の塗
膜として環化シス１，４−ポリイソプレンを厚さ１．５
μｍに塗布した後、上記溶液を厚さ１０μｍに塗布し第
２の塗膜とした。この試料に実施例４と同様にして１／
ｌＯ縮小投影ル光装置により配線パターンを露光したの
ち、現像処理を行ない、第２の塗膜に０．７μｍ　１ｉ
ｎｅ−０，７μｍ　５ｐａｃｅのパターンを形成した。

以下、実施例１と同様にして、酸素プラズマ処理、人を
蒸着処理、リフトオフ処理を行なうことによって、間隔
Ｑ、７μｍ、線幅Ｑ、　７　ｐ　ｍのＡｔ配線を形成す
ることができた。

〔発明の効果〕

以上実施例により説明したように、本発明によれば、従
来の３層以上を要する方法より簡便な２層構造を用いて
、リフトオフ処理に適したアンダーカット形状のレジス
ト像を形成することができる。しかも、不法はドライ現
像（高周波プラズマ処理）を用いるので、ノ（ターン寸
法が微細になシ基板との接着面積が微小になっても、液
体を用いるウェット現像の場合と異なり、）くターン妙
；現イ象中に基板から剥離するという問題が起らず・サ
フ゛ミクロン領域の微細ノ（ターンの形成に適している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明するための工程図でちる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、酸素を含むガスによるプラズマ処理によ
   シ除去可能な有機高分子化合物より成る第１の塗膜を形
   成する第１工程、該第１の塗膜上にヨウ素を有する有機
   化合物を含む放射線感応性有機拐料より成る第２の塗膜
   を形成する第２工程、該第２の塗膜の所望部分に所定の
   放射線を照射し、パターンの潜像を形成する第３工程、
   上記潜像を有する第２のｍ膜に現像処理を施し、第２の
   塗膜の不要領域を除去することにより第２の塗膜に所定
   のパターンを形成する第４工程、第１の塗膜の露出した
   部分に酸素を含むガスによるプラズマ処理を施し、第１
   の４ミ膜に形成されるパターンが第２の塗膜に形成され
   たパターンの領域より内（１１！Ｉにくい込む形状を形
   成する第５工程、上記工程で形成されたパターンを持つ
   基板上に金属を蒸着する第６エ程、および、第１の塗膜
   に形成されたパターンを除去することにより、該パター
   ン上の金属膜も同時に除去し、基板上に所望の金叫パタ
   ーンを形成する第７エ程を含むことを特徴とする微細パ
   ターン形成方法。 ２、上記放射線感応性有機材料が、アジド化合物と、該
   アジド化合物と実質的に相溶性を有するフェノール系高
   分子化合物からなり、かつその一方または両者にヨウ素
   が結合された化合物よりなる組成物である特許請求の範
   囲第１項記載のパターン形成方法。 ３、上記放射線感応性有機拐料が、アジド化合物ヨウ素
   を有する化合物およびこれらの化合物を実質的に相溶性
   を有する高分子化合物からなる組成物である特許請求の
   範囲第１項記載のパターン形成方法。 ４、上記放射線感応性有機材料が、キノンジアジド化合
   物と、これと実質的に相溶性を有するフェノール系高分
   子化合物からなり、かつその一方捷たは両方にヨウ素が
   結合された化合物よりなる特許請求の範囲第１項記載の
   パターン形成方法。 ５．上記放射線感応性壱機拐料が、キノンジアジド化合
   物と、ヨウ素化合物と、これらの化合物と実質的に相溶
   性を有する高分子化合物とからなる組成物である特許請
   求の範囲第１項記載のパターン形成方法。