JPS6074532A - 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】 （１）発明の技術分野 本発明はパターン形成方法、特に、スピンコードにより
形成した薄膜をマスクにした微細バター（１） ン形成方法に関する。

（２）技術の背景 従来のパターン形成方法は、フォトマスクを通して露光
・現像して得られたレジストパターンをマスクにしてそ
の下地層をエツチングするものであった。そしてこの場
合のエツチング方法としては、エツチング液を用いるウ
ェット・エツチングと、円筒型プラズマ、平行平板型プ
ラズマ（いわゆるリアクティブ・イオン・エツチング）
によるエツチングやイオン・ミリング等のドライ・エツ
チングが用いられている。最近は集積回路（ＩＣ）、バ
ブルメモリの集積度の増加に伴い、パターン寸法の制御
が困難なウェット・エツチングや円筒型プラズマ・エツ
チングは行われなくなり、もっばらりアクティブ・イオ
ン・エツチング（フレオン系のガスによるシリコン（Ｓ
ｔ）化合物のエツチング）や、イオン・ミリング（アル
ミニウム／＃ｌ、ニッケル／鉄合金等のエツチング）が
行われている。

（３）従来技術と問題点 （２） ところが上述したエツチング方法では、マスクであるフ
ォトレジストもエツチングされるため、レジストが薄い
場合は、その下地パターンにテーパがつくことが経験さ
れた。

第１図を用いて説明すると、例えば二酸化シリコン（５
ｉＯ２）層２上に形成されたニッケル（Ｎｉ）／鉄（Ｆ
ｅ）合金層１を例えばイオン・ミリングでエツチングす
る場合、レジスト３の厚さが薄いと破線４で示す如くレ
ジスト３が削られ所望のマスクパターン幅が確保できな
くなり、その結果同図ｆｂｌに示す如く形成されたパタ
ーン５にテーパ６がつく。

エツチングにより形成されたパターンに上記の如くテー
パがつくのを防止するため、レジストの膜厚を厚くする
方法がとられていた。例えば上述したニッケル／鉄合金
層１のエツチングにおいて、合金属１の厚さが４５００
人ある場合、Ａｚフォトレジスト（シプレー社のポジ型
レジスト）を用いると８０００〜９０００人もの膜厚が
必要であった。

しかし上述の如くレジストが厚いと、レジスト（３） の解像度が低下し、膜厚と同程度の１μｍまたはそれ以
下の寸法をもつパターンの形成が困難となり高築積化が
達成できない問題があった。また膜厚が厚いと露光時間
および現像時間が増大する欠点もある。

（４）発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、エツチングのマスク
となるレジスト膜を厚くすることなく微細パターンが形
成されうる方法を提供することを目的とする。

（５）発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、アルミニウムを含ん
だ有機化合物の溶液を試料上に塗布して塗布膜を設けた
後、当該塗布膜を処理してアルミナ層とし、次いで上記
アルミナ層のエツチングにより形成したパターンをマス
クとして試料をエツチングすることを特徴とする微細パ
ターン形成方法を提供することによって達成され、また
上記塗布膜を酸素雰囲気中で熱処理することによりアル
ミナ層とすることまたは酸素プラズマ・エラチン（４） グによりアルミナ層とすることを特徴とする上記微細パ
ターン形成方法を提供することによって達成される。

（６）発明の実施例 本願の発明者はアルミナ（＾１２０３）の耐ドライ・エ
ツチング性の優れた点に着目し、アルミナの薄膜をマス
クとして使用するパターン形成方法を開発した。以下本
発明実施例を二酸化シリコンおよびニッケル／鉄合金の
エツチングの場合について図面により説明する。

先ず、第２図を参照して試料が二酸化シリコンの場合の
エツチングにおける実施例を処理手順に従い項目別に説
明する。

■例えば半導体基板１１に形成された二酸化シリコン膜
１２上に、アルミニウムを含む有機溶媒、例えば　ＰＩ
ロ力ップラー（日立化成社の製品）をスピンコード法に
よる重ね塗りで約２００人の厚さに塗布する。

■酸素雰囲気中で例えば３５０℃、１時間の熱処理をし
てアルミナの薄膜１３を形成する（同図（ａ））。

（５） ■フォトレジストを１０００人の厚さに塗布し、通常の
技術でフォトマスクを通して露光、現像してレジストパ
ターン１４を形成する（同図（ｂｌ　）。

■イオン・ミリングまたはアルゴン（Ａｒ）スパッタリ
ング・エツチングによりアルミナ薄膜１３をエツチング
する（同図（Ｃ））。このときレジストパターン１４も
エツチングされて薄くなる。

■レジストパターン１４の下に残ったアルミナ薄膜１３
をマスクにしてフレオン（ＣＰりガスによるリアクティ
ブ・イオン・エツチングで二酸化シリコン膜１２をエツ
チングする（同図（ｄ））。この処理で残るアルミナ薄
膜１３は絶縁物であり薄いから、そのまま残しておいて
も支障はない。

上述した如くアルミナ薄膜１３が項目■のエツチングの
時にエツチングされないため、２００〜３００人のアル
ミナ薄膜の場合、項目■のフォトレジスト１４を１００
０人程度にまで薄くすることができ、微細なパターンを
精度良く形成することが可能である。

上記Ｐｌロカソプラーはアルミニウム・キレート（６） のトルエン溶液であり、熱処理後１００〜２００人の膜
厚になる。項目■における熱処理温度はアルミニウムの
融点より下であれば、上記の３５０℃の温度に限定され
ない。

次に第３図を参照して試料がニッケル／鉄合金である場
合のエツチングにおける実施例を説明する。本実施例に
おいてはニッケル／鉄合金の磁気特性に影響を与えない
ようにするため、熱処理以外でアルミナ膜を形成する。

■例えば二酸化シリコン膜２１上に電子ビーム蒸着法に
よりニッケル／鉄合金層２２およびチタン（Ｔｉ）層２
３を連続蒸着により形成する。

■前記ＰＩＱカップラーまたはアルミニウム・イソプロ
ピレートのトルエン溶液などのアルミニウム含有溶液を
スピンコード法によってチタン膜２３上に塗布する。

０円筒型プラズマ・エツチング装置を用いて酸素プラズ
マ処理を行い、塗布したアルミニウム含有溶液から溶媒
を飛散させアルミナ層２４を形成する。

（７） ■アルミナ層２４上にフォトレジストを塗布し、レジス
トパターン２５を形成する（同図（ａ））。

■イオン・ミリングまたはスパッタ・エツチングにより
レジストパターン２５をマスクとしてアルミナ層２４を
エツチングする（同図（ｂ））。

■フレオン（ＣＨｌ）ガスによるリアクティブ・イオン
・エツチングによりアルミナ層２４をマスクとしてチタ
ン層２３をエツチングする（同図（Ｃ））。

■イオン・エツチングレートの小なるチタン層２３をマ
スクにしてニッケル／鉄合金層２２をイオン・ミリング
でエツチングする（同図（ｄ））。

■必要ならばニッケル／鉄合金層２２上のチタン２３を
フレオンガスによるリアクティブ・イオン・エツチング
で除去する。

上述した如く本実施例においても、項目■におけるフォ
トレジスト２５を薄くすることができるので、精度の良
いレジストパターンを得ることができ、微細パターンを
形成することが可能になる。

（７）発明の効果 以上詳細に説明した如く本発明によれば、耐ド（８） ライ・エツチング性の良いアルミナ薄膜をマスクに用い
ることにより、マスクパターン形成を行うフォトレジス
トの膜厚を従来に比べ大いに薄くすることができ、その
結果１μｍ以下、例えば０．８μｍ程度の微細パターン
を精度良く形成することができるため半導体装置の築積
度の向上および信頼性向上に効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパターン形成方法を示す半導体装置要部
の断面図、第２図および第３図は本発明に係わるパター
ン形成方法を示す半導体装置要部の断面図である。 １、５．２２−−・ニッケル／鉄合金層、２、１２．２
１−一・二酸化シリコン膜、３、１４．２５・−フォト
レジスト膜、１３、２ｔ−−アルミナ層、２３−チタン
層（９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１アルミニウムを含んだ有機化合物の溶液を試料上
   に塗布して塗布膜を設けた後、当該塗布膜を処理してア
   ルミナ層とし、次いで上記アルミナ層のエツチングによ
   り形成したパターンをマスクとして試料をエツチングす
   ることを特徴とする微細パターン形成方法。 （２）上記塗布膜を酸素雰囲気中で熱処理することによ
   りアルミナ層とす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）上記塗布膜を酸素プラズマ・エツチングによりア
   ルミナ層とす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。