JPS6153726A - パタ−ン形成法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置等の製造方法に関し、特に、マス
クパターンを半導体基板に転写する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 一般に、半導体装置の製造において、レジストパターン
を形成する場合に、所望パターンの光透過領域を有する
マスクによりポジ型レジスト膜を選択的に露光した後、
専用の現像液により露光部を溶解除去してパターン形成
する方法が用いられている。

近年、半導体装置において素子パターンの微細化、高集
積化が進み１μｍ前後の微細なマスクパターンを高精度
に基板上に転写することが要求されてきている。しかし
ながら、凹凸を有する半導体基板の場合、スピン塗布さ
れたレジストの膜厚は均一でないため、基板の凹部上と
凸部上でのレジストパターンの寸法変化が異なるという
問題があることがわかってきた。

例えば、第２図（ａ）に示すように凹凸のおる基板１上
にポジ型レジスト２をスピン塗布するとレジスト膜２の
厚さは凸部よりも凹部の方が厚くなる。

次に、同図（ｂ）に示すように、一定量の露光および現
像を行なうと、凸部でのレジスト膜２の開孔３では露光
および現像過多となって大きくなり、凹部でのレジスト
膜２の開孔４では露光および現像不足となって小さくな
るため、パターン寸法変化は凹部と凸部とで異なってし
まう。特に、凹部ではレジスト膜２が厚いため微細なパ
ターン形成が困難となる。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のレジストパターン形成方法では、基
板１上の凹凸の影響を受けて、均一なレジスト膜２の形
成ができたいため、微細パターンを高精度に転写するこ
とが困難であるという欠点があった。

本発明の目的は、凹凸のある半導体基板上Ｋ、微細に、
かつ高精度に所定パターンを転写できるパターン形成方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、凹凸のある半導体基板上にケイ素化合
物を有機溶剤に溶解した溶液を塗布し、熱処理して二酸
化ケイ素膜化し、その後フォトレジストを塗布し、この
フォトレジストに所定パターンを形成した後、二酸化ケ
イ素膜を異方性エツチングして、この二酸化ケイ素膜に
フォトレジスト同様の所定パターンを形成するパターン
形成方法を得る。

（実施例） 以下、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例の工程断面図
であり、凹凸を有する基板１１上にマスクパターンを転
写する場合についてのものである。

まず、第１図（ａ）に示すように基板１１上にケイ素化
合物（例えば几ｎｓ　１（ＯＨ）４−Ｉｉ＋几＝−ＣＨ
３）を有機溶剤（例えばアルコール）に溶解したもの（
以下、５ｉｎ２膜形成用塗布液と呼ぶ）をスピン塗布す
る。この時、５ｉ０２膜形成用塗布液は低粘度溶液であ
るため被覆性が良いので凹凸をも平担化してしまう。そ
の後、１５０℃〜２００℃の温度で３０〜６０分間熱処
理を行ないＳｉＯ２膜５を　　　　　　１形成する。

このように低温下での熱処理で５ｉｎ２膜を形成するこ
とによって後述する如く所望のパターンを容易に得るこ
とができる。すなわち、５ｉＯｚ膜形成用塗布液をスピ
ン塗布後熱処理することによってＳ　ｉｏｚ膜５を形成
した場合の膜質について実験を行なった結果、５ｉ０２
膜５の膜質は熱処理温度に強く依存することがわかった
。

表−１はＳｉＯ２膜の化学的性質について示したもので
ある。

この表−１から、５ｉｎ２膜は２００℃の熱処理で形成
した場合には粗い膜質であり、熱処理温度を上げること
により密な膜質江なっていくことがわかる。この反面、
８ｉ０２膜形成用塗布液を２００℃以下で熱処理して形
成したＳ　ｉ０２膜の耐薬品性について実験を行なった
結果、ポジ型レジストの剥離液であるジクロルベンゼン
とフェノールノ混合液に溶解するが２００℃以上の熱処
理で形成した場合には溶解しないことがわかった。この
結果、Ｓ　ｉ０２膜形成用塗布液は２００℃以下で熱処
理すると以下のパターン形成工程が容易である。

次に、同図（ｂ）に示すようにポジ型フォトレジスト１
２をスピン塗布する。この時基板１１の凹凸はＳ　ｉｏ
ｚ膜５により平坦化されているため、従来のようなレジ
スト膜１２の厚さ変化は生じない。

その後、同図（Ｃ）に示すように、所定のマスクにより
露光し、専用の現像液により現像を行なってレジスト膜
１２のパターンを形成する。

次に、同図（ｄ）に示すようにＣＦ４ガスプラズマを平
行平板型装置（図示しない）を用いてＳｉＯ２膜５を異
方性エツチングすることによりレジスト膜１２のパター
ンがＳ　ｉｏ２膜５にそのまま転写されｂｏその後、基
板１１を所定の方法でエツチングした後、約１００℃の
レジスト剥離液（例えば、ジクロルペンセンとフェノー
ルの混合液）に浸漬すると不要となったレジスト１２卦
よび５ｉＯｚ膜５は溶解除去される。１ かかる製法によればパターン寸法はレジスト１２により
決定てれ、基板１１上の凹凸には影響されないので、微
細でかつ高精度なパターン形成が可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明ばＳ　ｉｏ２膜形成用塗布
液の被覆性が良く凹凸を平用化できること、および低温
でベークした場合の５ｉＯｚｖ質がレジスト剥ス卸敲に
溶解することを利用してパターン形成を行なうものであ
り、基板上の凹凸に影響されることなく微細パターンを
高精度に転写することができるという利点がある。

上記実施例では、基板上に凹凸がある場合について示し
たが、本発明は異方性エツチングのような工程において
レジストだけではエツチングの選択比が十分にとれない
ような場合のパターン形成にも適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を工程順に示
す断面図である。 第２図（ａ）および（ｂ）は従来の製法の一例を示す工
程断面図である。 １．１１・・・・・・半導体基板、２．１２・・・・・
・フォトレジスト、５・・・・・・絶縁膜。 代理人　弁理士　　内　原　　　“、　′ｒ、Ｈ’〜°
パ′（１，・　′°５．） ＋２ノ １［ 第１図 心２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板表面上にケイ素化合物を有機溶剤に溶解した
   材料を塗布する工程と、この材料を熱処理して絶縁物膜
   に変換する工程と、この絶縁物膜の上に所定形状のレジ
   スト層を形成する工程と、このレジスト層をマスクとし
   て前記絶縁物膜を選択的に除去する工程とを有すること
   を特徴とするパターン形成法。