JPS6314432A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明に、集積回路を始めとする各種の固体デバイスの
製造においてな嘔ｎるパタン形成方法に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕オルガ
ノポリシロキサン、所謂シリコーン樹脂は、 （Ｒは、メチル、フェニルの様なＭ機基ケ示す〕 の様な構造を持つ、　Ｓｔを含んだ特異な高分子材料で
ある。その最も大きな特徴は、スピン塗布できる高分子
形態を有しながら、カーボンヶ主鎖に待つ通常の有機高
分子とは異なった浸れた絶縁性、耐熱性、耐酸化性（酸
素プラズマ耐性）を示すことである。その之め、六回平
坦化がなされる絶縁課として、また、三ノーレジストの
中間層の如き多層レジスト用材料としてＬＳＩ製作上大
いに層目されてさている。シリコーン樹脂絶は眼を例に
とり、その形成工程を説明すると、 第１図（ａ）〜（ｆ）に示アエうに、先ず配線全域２が
形成され九基板１（第１図ａ）の上に、シリコーン樹脂
３をスピン塗布形成する（第１図ｂ）。

スピン塗布形成の方法は、通常のレジストの被膜形成と
同様に、樹脂滴下、スピン回転、ベーキングの工程ニジ
なされる。滴下量は基板上丁べてに樹脂が覆われる８度
で、通常２〜５ｃｃ、スピン回転数１回転時間は必安な
膜厚に形成できる８度で、通常１０００〜４０００　ｒ
ｐｍ　、　１０〜３０秒、ベーキングはレジストを浴解
した溶媒が揮発する８度行なえば艮く、通常１００〜２
００℃である。

次に、ｖＪＩ図（ｃｌの如く、シリコーン樹脂３の上に
パタン形成のための紫外線、Ｘ線、あるいは電子線レジ
スト４をスピン塗布する。所望のマスクあるいはデータ
を用いて紫外線、Ｘ線、あるいは電子線を照射し、任意
の溶媒で現像することにニジ、レジスト４のパタン５を
形成する（第１図ｄ）。炊いて、形成したレジスト４の
パタン５をマスクにして、ＣＦ、等のガスグラズマによ
りシリコーン樹脂３ｔ−ドライエツチングし、レジスト
４のパタン５ｔ−除去する（第１図ｅ）。この後、例え
ば２Ｎ目の配線金属６全形成する（第１図ｆ）。

この工うなシリコーン樹脂を絶縁膜に用いた場合、シリ
コーン樹脂表面は平坦化されているため、第２図の如く
通常のＳｉｎ、絶縁膜７を用いた時に生ずる段差部での
配線金属の断線はなくなる。また、Ｓｉｎ、絶Ｍｖ＆は
真空装置内でのスパッタリングで形成されるのに対し、
シリコーン樹脂にスピン塗布形成である之め形成時間の
著しい短縮を図ることができる。

このＬうに、シリコーン樹脂絶縁渓は種々の利点を持ち
、ＶＬＳＩに必須となる多Ｊ−金属配線に有効な材料で
あるが、シリコーン樹脂上にレジスト’を塗布した場合
、高温加熱してシリコーン樹脂を十分架橋させない限り
、レジストの溶媒（例えば、東京応化製フォトレジスト
０ＦＰＲ−８００は、溶媒はエチルセロソルブアセテー
ト〕に対する溶解性から、シリコーン樹脂上に塗布した
レジストがシリコーン樹脂金痔かし、レジスト映厚がむ
らになる、レジストが剥がｎｂといった問題を生じさせ
ていた。また、逆に、高温加熱し次場合にはシリコーン
樹脂が割れる問題を有してい九〇 一方、三層レジストの中間層にシリコーン樹脂を用い之
場合でも、三ノー喚がスピン塗布のみで連続形成できる
ため、形成工程簡略化の利点を生み出丁が、下層レジス
ト上にシリコーン樹脂を塗布した後、シリコーン樹脂上
に露光すべきレジス）１形成するわけであるから、絶縁
膜として用いた場合同様三Ｉ−レジストの場合もシリコ
ーン樹脂上にレジストが良好に形成できない問題が生じ
ていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の工つな、シリコーン樹脂上にレジスト
が形成できない欠点ケ解決するために提案てれたもので
、安定な絶縁膜パタンあるいは三層レジストパタンを提
供することを目的とする。

上記の目的を達成丁ゐため、不発明はパタン形成烙れ文
薄膜が設けられている半纏体層、板上にオルガノポリシ
ロキサンから成る樹脂薄ａＧｌ形成する工程と、前記樹
脂薄膜上に有機過酸化物を含む浴液ｔＷ布し、加熱する
工程と、前記過酸化物を含む浴液を塗布、加熱し九樹脂
薄膜上に光、Ｘ線、電子線等に感応する高分子薄換を形
成する工程からなることを特徴とするパタン形成方法を
発明の安旨とするものである。

次に本発明の詳細な説明する。なお実施例は一つの例示
であって、本発明の梢神を逸ノ況しない範囲で、糧々の
変更あるいは改良を行いうろことは言うまでもない。

有機過酸化物は、一般的に過酸化水素（Ｈ−０−０−Ｈ
）の水素原子１個あるいは２１向ケ有機基で置換した過
改化水素の線導体で、その分子内に過酸化結合（−０−
０−）を有することを特徴とする。この有機過酸化物は
、渦分子合成時の重合開始剤あるいは架橋パリとして用
いろことができる。この理由は、過酸化結合の結合エネ
ルギーが小さいため、分解して容易に遊離のラジカル（
−〇・）を発生することに起因している。このラジカル
は、反応性が大きいため以下の工すな高分子中の水素引
抜き反応を生じ、結果として架橋反応を引き起す。

Ｒ−０−０−Ｒ→２（Ｒ−０・） ＣＨＩ　　ＧＨ２＋ＲＯ”→−ＣＨ２−ＣＨ・−＋Ｒ−
０−Ｈ一方、シリコーン樹脂は、以下の工うに、その表
面はメチル基などの有機基が露出している。この有機基
を架橋式せてやれば、表面層の架橋密度は増大し、その
結果、シリコーン樹脂上にレジス）ｋ塗布した場合、そ
の溶媒で溶解嘔れるＬうな問題はなくなる。この架橋密
度の増大は、樹脂円部で生じさせる必要はなく、表面層
だけ生じさせてやれば表面層がレジストの溶媒から内部
を保護してしまう。

ここでは、この表面層の増大に過酸化物金利用すること
を特徴としている。すなわち、シリコーン樹脂上に過酸
化物あるいは過歌化物の溶液を塗布し、反応させること
にエフ、 の如く表面層の有機基を架瑚させるものである。

あらかじめシリコーン樹脂内に過酸化物ケ混入させ文場
合でも架橋は起こるが、この場合は、塗布前のシリコー
ン樹脂保管時に架橋反応がおこり、ゲル化が生じてしま
う問題がある。

用いる過酸化物は、過酸化物そのま１でも良いし、シリ
コーン樹脂が浴けにくい層媒に過酸化物會溶かしたもの
、例えば、過酸化物のメタノール溶液を用いても艮い。

１友、過酸化物の分解臨界温度が低いと保存時に分解し
てしまうので、反応効率あるいは安全性の点から好まし
くない。分解温度が１００℃８度のものを使用し、シリ
コーン樹脂上に塗布した後１００Ｃに加温して分解〜反
応させる方が良い。以下に実施例に従って説明する。

（実施例１） モリブデンから成るパタンを有するシリコン基板上に、
ジメテルボリシロキサン力為ら成るシリコーン樹脂２μ
ｍ厚をスピン塗布し、オープン中り５０℃、３０分加熱
した後、ｔ−ブチルパーオキシベンゾネートから成る過
酸化物を５　ｃｃ　Ｍ４下し％　５００　ｒｐｍでスピ
ンし之後１００℃で２０分加熱し友。この場合の加熱は
過酸化物の分解全促進嘔ぜるためである。次に、曲品名
東京応化社製フォトレジスト０ＦＰＲ−８００を１．５
μｍ厚形成し、所望のマスクパタンを用いて４３６　ｎ
ｍの紫外光にエフ０ＦＰＲ−８００を縮小投影露光した
。アルカリ現像液にＬり現像し友後、ＣＦ、のガスプラ
ズマｆ用い、０．３　Ｗ／　ｔｒｉ　、　ＣＦ４５０　
ｓｅｃｍ　＋　　１００　Ｐａの圧力下でレジストパタ
ンをマスクにシリコーンｌｆｔ４脂ｔエツチングした。

その結果、良好な絶縁膜パタンを得友。

（実施例２） アルミニウム薄膜パタンを有するシリコン基板上に実施
例１と同様にシリコーン樹脂２μｍ厚全形成した後、ｔ
−ブナルパーオキシイングロビルカーボネートから成る
過酸化物ｆ　５　ｃｃ滴下した後５００　ｒｐｍでスピ
ンした後２００℃で２０分加熱し友。次に、藺品名東基
厄化社製フォトレジスト０ＦＰＲ−８００ｋ　ｌｐｍ厚
形底形成災ＩＩＭ声Ｊ１と同様に０ＦＰＲ−８００を露
光・現像し友。ＣＦ、のガスプラズ−ｑｆ用い、０．３
Ｗ／ｉ、　ＣＦ４５０　ＳＣｃｍｌｌｏｏ　Ｐａの条件
で０．５μｍ厚エツチングし几恢圧力を５０　Ｐａにさ
げて残りのシリコーン樹月旨をエツチングした。その結
果、上部にテーパのつい友１μｍ径の良好な絶縁膜パタ
ンを回文。

（実施例３） ０．５μｍ濃厚のアルミニウム薄俣を堆積させたシリコ
ン基板に東京応化社製フオ）Ｌ／レジストＦ　Ｐ　Ｒ−
８００ｋ　２１１ｍ厚塗布し、２４０℃、３０分加熱し
７ｃ後、メチルポリシロキサンから成るシリコーン樹脂
ケ０．２μｍ厚塗布した。次に、ジクミルパーオキサイ
ドの５％メタノールＭ　Ｋ　’Ｌｌ：　５　ｃｃ滴下後
、５００　ｒｐｍでスピンし、２００℃、３０分加熱し
た。この後、商品名東京応化社製フォトレジスト０ＦＰ
Ｒ−８００ｋ　ｌ　ｐｍ厚塗布し、３６５ｎｍの紫外線
で縮小投影露光、現保全行ない０．８μｍの配線パタン
全形成した。０．３Ｗ／ｃｒ！、　Ｉ　Ｐ＆の条件下で
、ＣＦ４に２０％Ｈｚｆｔ混合したガスに：Ｖシリコー
ン樹脂ｔ１酸素ガスにニジその下の２μｍ厚０ＦＰＲ−
８００’ｔ−プラズマエツチングした。この三層レジス
トパタンをマスクにアルミニウム薄ｍ’ｋＢｃｔ３とＣ
ＣＺ、の混合ガスプラズマによりエツチングし、良好な
０．８μｍパタンを回文。

（発明の効果） ′以上説明した工うに、本発明によればパタン形成され
友薄膜が設けられていゐ牛纒体基板上にオルガノポリシ
ロキサンから成る樹脂薄幌を形成する工程と、前記樹脂
薄俟上に有愼過酸化物を含む溶液を塗布し、加熱する工
程と、前記Ａ酸化物を含む浴液を塗布、加熱し７′ｃ樹
脂薄換上に元、Ｘ線、１［子′４Ｍ等に感応する隅分子
薄課を形成する工′８からなることにエフシリコーン柄
脂上にレジス）ｋ形成した時に生じていた問題ｋｊｌｌ
＝決することができる。丁なわち、レジストに塗布むら
や剥がれなどが生じず、良好に微細パタンを形成するこ
とができ、良好な多Ｊ−配線用絶縁挨、あるいは多層レ
ジストが形成できる。また、この方法は、シリコーン樹
脂を塗布し＾後過醒化物を滴下、加熱するだけのもので
あるため、非常に簡便であるとともに、樹脂と過酸化物
を塗布前にあらかじめ混合した場合して生ずるゲル化等
の問題も皆無である効果をＭする０ ４．１面の１＾】単な説明 第１図（ａ）〜（ｆ）はシリコーン樹脂絶縁膜の形成工
程を示す断面図であり、第２図はＳｉｎ、絶縁膜を用い
た場合のＨ面図を示す。

１・・・・・・基板 ２・・・・・・配線金属 ３・・・・・・シリコーン樹脂 ４・・・・・・レジスト ５……パタン ６・・・・・・配線金属 ７・・・・・・Ｓｉｎ、絶縁膜 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　　話　　、　　よ　　実り。

ほか１名 第１図 １：手場体ＪＩ板 ２１Ｅｆｉｔ＆ ３：シリコーンｍ脂 ４ニレジスト ５：パタン ６：配ａ４Ｅｊ＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パタン形成された薄膜が設けられている半導体基板上に
   オルガノポリシロキサンから成る樹脂薄膜を形成する工
   程と、前記樹脂薄膜上に有機過酸化物を含む溶液を塗布
   し、加熱する工程と、前記過酸化物を含む溶液を塗布、
   加熱した樹脂薄膜上に光、Ｘ線、電子線等に感応する高
   分子薄膜を形成する工程からなることを特徴とするパタ
   ン形成方法。