JPS6236827A - 選択エツチング方法 - 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〕 この発明は、Ｔ、Ｓｒ等の半導体装置の製作に際して開
口部や配線層を形成するに好適な改良された選択エッチ
ング方法に関するものである。

〔発明の概要〕

この発明は、エッチングマスクとしてのホトレジスト層
に遠紫外線乞照射して上層部のみ耐熱性馨向上させてか
ら熱処理によりホトレジスト層の側部ン突出させ、この
側部が突出したホトレジスト層を用いて選択的に被エッ
チ材を異方性ドライエッチするようにしたものである。

この発明によれば、なだらかな段差を有する開口部や配
線層を形成することができ、その寸法制御性も良好であ
る。

〔従来の技術〕

従来、ＬＳＩ等の製作にあたっては、絶縁膜に電極又は
配線コンタクト用の開口部を設けたり、被着金属を配線
層にすべくバターニングしたりするために、第６図乃至
第９図に示すような選択工ツチング方法が用いられてい
る。

１ず、第６図に示すように、半導体等の基板ｌ上に設け
た絶縁材又は金属材からがる禎エッチ材層２の上にホト
レジストヲ塗布した後、これに所望のパターンを露光に
より転写し、現像することによりエッチングマスク用の
ホトレジストＮ３を形成する。このホトレジスト層３は
、寸法Ｗ１　の開口部３Ａを有する。

次に、第７図の工程では、ホトレジスト層３を高温でイ
ータして軟化流動させることによりホトレジスト層３が
なだらかに傾斜した断面形状をもつようにする。このと
き、４−り温度のコントロールが悪かったり、被エッチ
材層２とホトレジスト層３との密着性が悪いと、開口部
３Ａの寸法はＷｌからＷ２に減少する。

次に、第８図の工程では、ホトレジスト層３をマスクと
して異方性のドライエラチングラ笑施して被エッチ材層
２に開口部２Ａｇ設ける。このときのドライエッチング
処理では、ホトレジスト層３が厚さ方向にエッチされる
ため、被エッチ材層２はがたらかに傾斜した断面形状を
もつようになる。１１だ、開口部２Ａの寸法Ｗ３　は、
第７図の開口部寸法Ｗ２　　より若干大きくなる。

この後、第９図の工程では、残存するホトレジスト層３
ケ除去するう 上記した一連の工程によれば、開口部２Ａの内外にわた
る段差がなだらかになるので、被エッチ材層２上に層間
絶縁膜を被着したり、配線金属ン被着したりする場合に
段差部での被覆性（ステップカバレッジ）が良好である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来技術によると、寸法制御が容易でないとい
う問題がある。すなわち、第８図における開口部２人の
寸法Ｗ３　及び傾斜角αは、第７図における開口部３Ａ
の寸法Ｗ２　及びホトレ・シスト断面形状に大きく依存
する。そして、第７図における開口部３への寸法Ｗ２　
及びホトレジスト断面形状は、第６図における開口部３
への寸法Ｗ１、ホトレジスト層３の厚さ、ホトレジスト
層３の下地の状態（平坦度など）、イーキング温度等に
依存するので、これらのファクタのわずかな変動でも第
８図の開口部寸法Ｗ３　及び傾斜角αが大きく変化し、
再現性が良好でない。

また、ホトレジスト層３を高温イータしたとき、その流
動範囲が比較的大きく且つ一定しないので、このことを
考慮してパターン面積を大きくとっておく必要があり、
集積度が低下する不都合もある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記した問題点を解決するためになされた
ものであって、被エッチ材を傾斜した断面形状をもつよ
うにエッチ可能で且つ寸法制御性が良好な選択エッチン
グ方法を提供することを目的とするものであるつ この発明による選択エッチング方法は、被エッチ材の表
面に所望のパターンを有するレジスト層を形成した後、
レジスト層の上面に遠紫外線を照射して上層部のみ耐熱
性を向上させてから熱処理を行彦うことによりレジスト
層の上層部及び底面間の部分を底面でのパターン寸法ヶ
変えないように側方に突出部せて側方突出部を形成し、
この側方突出部が形成されたレジスト層をマスクとして
被エッチ材を異方性ドライエッチして傾斜した断面形状
を得るようにしたものである。

〔作用〕

この発明の方法によれば、遠紫外線照射によってレジス
ト層の上層部の耐熱性を向上させてから熱処理を行ガう
ので、熱処理の際にレジスト層の上層部の軟化が抑制さ
れ、上層部自体は殆ど流動せず、それより下の部分が過
剰に流動するのをおさえるように作用する。このため、
レジスト層の上層部及び底面間の部分は軟化しても従来
のように底面でのパターン寸法を変えるように大きく流
動せず、再現性よく側方突出部Ｚ形成することができる
。すなわち、レジスト層は熱処理しても底面でのパター
ン寸法が変わらず、側方突出部の再現性も高いので、こ
のレジスト層をマスクトシテドライエッチングを行々う
と、寸法制御や断面形状制御が容易となるものである。

また、側方突出部が形成場れたレジスト層をマスクとし
て異方性ドライエッチングを行なうと、ドライエッチン
グの過程でレジスト層の厚さ減少に伴って側方突出部が
徐々になく々るので、被エッチ材に傾斜した断面形状を
もたせることができる。

〔実施９１１〕 第１図乃至第５図は、この発明の一実施例による選択エ
ッチング方法を示すもので、各々の図番に対応する工程
（］、１〜（５）ン順次に説明する。

（１）半導体等の基板１０上にシリコンオキサイド等の
絶縁材又はアルミニウム等の金属材からなる被エッチ材
層１２ヲ形成した後、この被エッチ材層１２の表面にホ
トレジストヲ塗布し、これに所望のパターン（例えばコ
ンタクト孔パターン又は配線パターン）を露光により転
写し、現像することによりエッチングマスクとしてのホ
トレジスト層１４を形成する。このホトレジスト層１４
は、寸法ｗ１１の開口部１４　Ａ　Ｙ有する。この場合
、−例として、ホトレジストは富士ハントエレクトロニ
クステクノロジー株式会社から［ＨＰ　Ｒ１１８２Ｊと
して販売されているポジレジストを用い、塗布膜厚は約
１．４μｍ１プＶｄ−りはＲルト式オーブンで１００Ｏ
ｃ。

１０分、露光量は７５ｍＪ／ｃｍ”、現像はＭＩＦ現像
液（２５％）で７０秒とした。

（２）次に、ホトレ・シスト層１４の上面に対して、平
行な遠紫外線ケ照射し、ホトレジスト層１４の上層部１
４ａのみ耐熱性を向上させる。上記のようにホトレジス
トとしてＩＩ（ＰＲ１１８２Ｊ’に用いた場合、遠紫外
線としては波長２００〜４００　ｎｍのものン用い、そ
の照射量は３．３Ｊ／ｃｍ２とした。

（３）次に、ホトレジスト層１４を高温でき−りする。

−例として、・々ツチ式オーブンを用い、１７０°Ｃ１
加分のＲ−キングを行なった。この結果、ホトレジスト
層１４は、上層部１４．及び底面間の部分が軟化して側
方に突出し、開口部１４Ａの寸法乞Ｗ１１からＷ１２に
減少させるような側方突出部Ｐ及びＱが形成烙れた。こ
の場合、開口部１４Ａの底部の寸法ｗ１３は、第１図の
開口部寸法ｗ１１とほぼ同じで変化がなかった。

（４）次に、ホトレジスト層１４ンマスクとして反応性
イオンエッチング等の異方性ドライエッチング乞実施し
て被エッチ材層１２に開口部１２　Ａ、　７形成する。

この場合、エッチング条件（例えばガス組成、ガス流量
、圧力、電力等）ン適当に選択すると、被エッチ材と共
にホトレジストもエッチされ、被エッチ材層１２に傾斜
した断面形状をもたせることができる。開口部１２Ａの
寸法Ｗ１４及び仙斜角βは、側方突出部Ｐ及びＱの突出
量、ドライエッチング条件等に依存するが、側方突出部
Ｐ及びＱ’Ｙなくすようにドライエッチすることにより
寸法ｗ１４としては第１図の開口部寸法ｗ１１に近似し
たものン得ることができる。

（５）次に、０２プラズマ、硫酸と過酸化水素水、ンジ
スト剥離溶剤等のいずれかの手段により抜工、ソチ材層
１２上に残存するホトレジスト層１４％−除去する。

この後は、破エッチ材層１２が絶縁材で構成されていた
のであればその上に電極又は配線用の金属を真空蒸着法
又はスパッタ法により被着して適宜バターニングするこ
とにより電極層又は配線層ン形成することができる。ま
た、被エッチ材層が金属材で構成されていたのであれば
その上にＣＶＤ（ケミカル・イーバー・デポジション）
法等によりシリコンオキサイド、ＰＳＧ（リンケイ酸ガ
ラス）等の保護膜又は層間絶縁膜を形成することができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ホトレジスト層１４
ヲ熱処理しても底面のパターン寸法Ｗ１３が変わらず、
側方突出部Ｐ及びＱの再現性も高いので、ドライエッチ
ングの際に寸法制御及び断面形状制御が容易となる効果
がある。

また、エッチング後の断面形状として傾斜した断面形状
が得られるので、ステップ力・９レツジも良好である。

さらに、側方突出部Ｐ及びＱは再現性が良く、その突出
量もさほど大きくないので、従来法のようにパターン面
積を大きくとっておく必要がなく、集積度低下が少なく
てすむ利点もある。

図面の簡単な説明 第１図乃至第５図は、この発明の一実施例による選択エ
ッチング方法を示す基板断面図、第６図乃至第９図は、
従来の選択エッチング方法ン示す基板断面図である。

１０・・・基板、１２・・・被エッチ材層、１４・・・
ホトレジスト層、１６・・・遠紫外線。

出願人　　　日本楽器製造株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）被エッチ材の表面に所定のパターンを有するレジ
   スト層を形成する工程と、 （ｂ）前記レジスト層の上面に遠紫外線を照射して該レ
   ジスト層の上層部のみ耐熱性を向上させる工程と、 （ｃ）前記レジスト層を熱処理することにより該レジス
   ト層の上層部及び底面間の部分を底面でのパターン寸法
   を変えないように側方に突出させて側方突出部を形成す
   る工程と、 （ｄ）前記側方突出部が形成されたレジスト層をマスク
   として前記被エッチ材に異方性ドライエッチングを適用
   することにより前記被エッチ材を傾斜した断面形状を有
   するようにエッチする工程とを含む選択エッチング方法
   、