JPS62195125A - 微細パタ−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】 産業上の利用分野 本発明は、光、電子ビーム、Ｘ線ビーム、イオンビーム
々どに感応する感応性レジスト膜を用いて微細パターン
を形成する方法に関するものであ２ペーノ るＯ 従来の技術 半導体集積回路装置などの製造工程においては、半導体
基板の主面上、あるいは主面上の膜にエツチングによっ
て微細パターンを形成するために、被エツチング膜の表
面上に、光、電子ビーム、Ｘ線またはイオンビームなど
に感応する感応性レジスト膜を形成したのち、被エツチ
ング膜の微細パターンケ形成すべき部分の感応性レジス
ト膜が残るように、光、電子ビーム、Ｘ線またはイオン
ビームを照射し現像してエツチングマスクとなるレジス
ト膜を形成し、このレジスト膜からなるパターンをエツ
チングにより被エツチング膜に転写し微細パターンを形
成する工程がある。

しかし、このような方法では、非常に段差の多い半導体
集積回路装置などにおいて、感応性レジストを形成する
際、段差の上面では感応性レジスト膜の厚さが薄く、下
面では厚くなり、エツチングマスクとなるレジスト膜を
精度よく形成することは困難であった。

このような問題点を解決するために、三層レジスト法と
呼ばれるものがある。第２図（ａ）〜（ｆ）は、三層レ
ジスト法によるパターン形成方法の一例を示すものであ
る。

まず、第２図（ａ）のように、半導体基板１の主面上の
被エツチング膜２の表面上にフォトレジストなどの有機
膜３を形成する。次に有機膜３の表面上に絶縁膜（例え
ば二酸化シリコン８１０２　）や高融点金属膜（例えば
タングステンＷ）力どの中間膜４を形成する。さらに、
中間膜４の表面上に、光、電子ビーム、イオンビームや
Ｘ線に感応する感応性レジスト膜５を形成する。

次に、第２図（ｂ）に示すように被エツチング膜２の微
細パターンを形成すべき部分の感応性レジスト膜５が残
るように、光、電子ビーム、Ｘ線またはイオンビームを
感応性レジスト膜６に照射し現像してエツチングマスク
となるレジスト膜６ａよりなるパターンを形成する。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、レジスト膜６ａ゛を
エツチング用マスクとして中間膜４をエツチングし、レ
ジスト膜５ａよりなるパターンを中間膜４に転写し、中
間膜４ａよりなるパターンを形成する。

次に、第２図（ｄ）に示すように、レジスト膜５ａと中
間膜４ａをエツチング用マスクとして、有機膜３をエツ
チングし、中間膜４ａよりなるパターンを有機膜３に転
写し、有機膜３ａよりなるパターンを形成する。

次に、第２図（ｅ）に示すように、レジスト膜５ａと中
間膜４ａ、有機膜３ａをエツチング用マスクとして、被
エツチング膜２をエツチングし、有機膜３ａよりなるパ
ターンを被エツチング膜２に転写し、被エツチング膜２
ａよりなるパターンを形成する。

最後に第２図（ｆ）に示すように、レジスト膜５ａ。

中間膜４ａおよび有機膜３ａ’（Ｈ除去することにより
、微細パターンを形成することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この従来例の三層レジストプロセスでは、特に
電子ビームを照射して現像する場合、中５へ−７ 間膜４としてＳ　ｉ０２などの絶縁膜を用いると、電子
の帯電効果により電子ビームが偏向し、微細なパターン
が形成できないという問題があった。一方、中間膜４と
して、Ｗ彦どの高融点金属膜を用いた場合には帯電効果
はなくなる。しかし、一般的には有機膜３として、レジ
スト膜を用いるため、Ｗなどの高融点金属膜を形成する
際、レジスト膜（有機膜３）がダメージを受は中間膜４
としての高融点金属膜の形成がむずかしいという問題が
あった０ 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、中間膜４を二層
構造とし、有機膜３上に中間層が形成しやすいようにし
、微細パターンが容易に形成できるようにしたものであ
る。

作　　用 本発明の作用は次のとおりである。すなわち、三層レジ
ストプロセスにおいて、中間膜４が有機膜３上に形成が
むずかしい場合に、中間膜４全二層構造とし、第１図に
示すように下層の中間膜４１６α−／ とじて有機膜３上に形成しやすく、かつ上層の中間膜４
２の形成しやすいものを選ぶことにより、上層の中間膜
４２に三層レジスト法本来の目的をもたせ、下層の中間
膜４１は上層の中間膜４２を形成するだめの膜としての
役目をもたせるものである。

このようにすれば有機膜３上に形成しにくい中間膜でも
容易に形成でき微細パターンを形成することができる。

実施例 以下に本発明の実施例における微細パターンの形成方法
を図面を用いて詳細に説明する。第１図（、）〜（（１
）は本発明の一実施例を説明するだめの図面であり、工
程順に図示しである。

第１図（ａ）に示すように、半導体基板１の上のＳｉＯ
２絶縁膜等の被エツチング膜２の表面上に有機膜３とし
てフォトレジスト膜を１μｍ形成する。

有機膜３の表面上に下層の中間層４１として、二酸化シ
リコン５１０２　ｆ　１０００人　スパッタリング・法
で形成する。二酸化シリコンＳｉｏ２′ｆ：フォトレ７
、、−。

シスト３上にスパッタリング法により形成すれば容易に
形成できる。さらに、上層の中間膜４２としてタングス
テンｗｌスパッタリング法により１０００人　下側の中
間膜４１の上に連続形成する。

下層中間膜４１としての二酸化シリコンＳ　１０２上に
は上層中間膜４２としてのタングステンＷは容易に形成
することができる。さらに、上層中間膜４２の上側に電
子ビームに感応するレジスト膜５を６０ｏｏ人形成する
。

次に、第１図Φ）に示すように被エツチング膜２の微細
パターンを形成すべき部分のレジスト膜５が残るように
電子ビームをレジスト膜５に照射し現像してエツチング
マスクとなるレジスト膜６ａのパターンを形成する。

次に第１図（Ｃ）に示すように、レジスト膜５ａｉエツ
チング用マスクとして、タングステンＷよりなる上層中
間膜４２をエツチングし、レジスト膜５ａよりなるパタ
ーンをタングステンＷよりなる上層中間膜４２に転写し
、タングステンＷよりなる上層中間膜４２ａのパターン
を形成する。

次に第１図（ｄ）に示すように、レジスト膜５ａとタン
グステンＷより々る上層中間膜４２　ａｆｆ：エツチン
グ用マスクとして、二酸化シリコンＳｉ○２よりなる下
層中間膜４１をエツチングし、上層中間膜４２ａよりな
るパターンを二酸化シリコンＳ　１０２よりなる下層中
間膜４１に転写し、二酸化シリコンＳ　１０２よりなる
下層中間膜４１ａのパター　ンｆ形成する。

次に第１図（ｅ）に示すように、レジスト膜６ａとタン
グステンＷよりなる上層中間膜４２ａと二酸化シリコン
Ｓ　１０２よりなる下層中間膜４１　ａ（（エツチング
用マスクとして、フォトレジストよりなる有機膜３をエ
ツチングし、二酸化シリコンＳ　１０２よりなる下層中
間膜４１ａのパターンをフォトレジストよりなる有機膜
３に転写し、フォトレジストよりなる有機膜３ａのパタ
ーンを形成する。

次に第１図（ｆ）に示すように、レジスト膜６ａとタン
グステンＷよりなる上層中間膜４２ａと二層９ぺ一／ マスクとして、被エツチング膜２をエツチングし、フォ
トレジストよりなる有機膜３ａのパターンを被エツチン
グ膜２に転写し、被エツチング膜２ａのパターンを形成
する。

最後に、第１図（ｑ）に示すように、レジスト膜５ａ。

タングステンＷよりなる上層中間膜４２ａ、二酸化シリ
コンＳｉｏ２よりなる下層中間膜４１ａ、フォトレジス
トよりなる有機膜３８を除去することにより微細パター
ンを形成することができる。

本実施例では、電子ビーム露光の場合を用いて説明しだ
が、他の光ｄオンビーム、Ｘ線露光でも可能である。下
層中間膜として二酸化シリコン５１０２　ｆ上層中間膜
としてタングステンＷを用いて説明したが、他の組み合
せを用いても可能であり、中間膜として二層を例にして
説明しだが三層以上の多層構造でも可能である。１だ中
間膜をスパッタリング法により形成しているが他の方法
でも可能である。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれは非常に１０ペー
ジ 簡単な方法により、有機膜上に形成がむずかしい中間膜
を容易に形成することができ、微細パターンを形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における微細パターンの形成
方法を示すだめの工程断面図、第２図は従来の微細パタ
ーンの形成方法を示すだめの工程断面図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・被エツチン
グ膜、３・・・・・・有機膜、４１・・・・・・下層中
間膜、４２・・・・・・上層中間膜、６・・・・・・レ
ジスト膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ａ）
〜　　＼　　　　　　　　　　　　　　　σリ　＼凶　
　　− 第２図 （０−ン 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板の一主面上に形成された被エッチング膜の表
   面上に順次有機膜、中間膜および感応性レジスト膜を形
   成し、上記被エッチング膜の微細パターンを形成すべき
   部分上の感応性レジスト膜を感応させ現像してエッチン
   グマスク用のレジスト膜よりなるパターンを形成し、上
   記レジスト膜よりなるパターンをエッチングによって順
   次下層に転写して、上記被エッチング膜に微細パターン
   を形成し、上記中間膜として、絶縁膜や高融点金属膜な
   どの多層膜を用いてなる微細パターンの形成方法。