JPS6355937A - リアクティブ・イオン・エッチング方法及び剥離層形成用溶液 - Google Patents
リアクティブ・イオン・エッチング方法及び剥離層形成用溶液Info
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- JPS6355937A JPS6355937A JP62117249A JP11724987A JPS6355937A JP S6355937 A JPS6355937 A JP S6355937A JP 62117249 A JP62117249 A JP 62117249A JP 11724987 A JP11724987 A JP 11724987A JP S6355937 A JPS6355937 A JP S6355937A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A、産業上の利用分野
この発明は、広義には半導体の加工に関し、より具体的
には半導体加工の応用分野でのりアクティブ・イオン・
エツチング用フォトレジスト技術の改良に関する。
には半導体加工の応用分野でのりアクティブ・イオン・
エツチング用フォトレジスト技術の改良に関する。
B、従来技術
単層レジスト系を用いる現在のりアクティブ・イオン・
エツチング技術には、2つの欠点がある。
エツチング技術には、2つの欠点がある。
まず、現像後にフォトレジストNを再加工できないこと
、第二に細部構造からの反射のためにエッチされた金属
の線幅にばらつきが出る問題である。
、第二に細部構造からの反射のためにエッチされた金属
の線幅にばらつきが出る問題である。
第12図ないし第17図は、細部構造からの反射によっ
て線幅にばらつきが出るという、従来技術の問題点を示
したものである。第12図ないし第17図では、図の相
対的な向きを示すため、ある規約を採用しである。第1
2図は、3本の直角座標X%Y%Zを含んでいる。第1
2図はx −z平面から見た断面図であり、第13図な
いし第16図はy −z平面から見た断面図、第17図
はx −y平面から見た平面図である。第12図は、基
板20の上に二酸化ケイ素層22、アルミニウム銅合金
層24、多結晶シリコン(ポリシリコン)層26が載り
、その頂面にポジティブ・フォトレジスト層28が付着
された出発複合体を示している。
て線幅にばらつきが出るという、従来技術の問題点を示
したものである。第12図ないし第17図では、図の相
対的な向きを示すため、ある規約を採用しである。第1
2図は、3本の直角座標X%Y%Zを含んでいる。第1
2図はx −z平面から見た断面図であり、第13図な
いし第16図はy −z平面から見た断面図、第17図
はx −y平面から見た平面図である。第12図は、基
板20の上に二酸化ケイ素層22、アルミニウム銅合金
層24、多結晶シリコン(ポリシリコン)層26が載り
、その頂面にポジティブ・フォトレジスト層28が付着
された出発複合体を示している。
二酸化ケイ素層22は、領域Aよりも薄い領域Cを備え
、したがって領域Aを領域Cと接合するために傾斜股領
域Bが移行域とならなければならない。傾斜股領域Bの
ような領域で、フォトレジスト層28を露光するために
使う光に望ましくない回折パターンが生じ、そのために
、得られるフォトレジストの露光部分の幅に、したがっ
てリアクティブ・イオン・エッチングされる金属線の幅
に望ましくないばらつきが生じる。このことは、第13
図および第14図を見るとよくわかる。第13図は、第
12図の切断線IA−IA“に沿って切断した領域Aの
切断図である。第13図から、パターンづけした光30
を使ってフォトレジスト層28を露光させると、部分2
8°は露光され、したがって後で現像されて除去され、
部分28″は露光されず、現像後もそのまま残ることが
わかる。第13図を第14図と比較すると、第14図は
第12図の複合体の傾斜股領域Bの断面図を示したもの
である。領域B中で、露光用の光30がフォトレジスト
層28を通ってポリシリコン層26とアルミニウム銅合
金層24で反射され、領域B内のポリシリコン層26の
傾斜面のために、回折パターン32が生じて、光をフォ
トレジスト層28の中央部分28”へ導き、それによっ
て、領域28”のエツジに沿って望ましくない露光が起
こる。第15図は、水酸化カリウムなどの現像剤を使っ
てフォトレジスト層28を現像することによる、従来技
術のフォトレジスト層28の加工の次のステップを示し
ている。フォトレジスト層28は、たとえばノヴオラツ
ク型のフォトレジストでよい。領域A内のフォトレジス
ト領域28゛°は、現像後、領域B内のフォトレジスト
領域28”よりも広くなることが示されている。これは
、前述のように、領域B内で起こる光の回折パターンに
よるものであり、この回折パターンのために現像液がフ
ォトレジスト28”の追加部分を溶かして、その幅を狭
くさせる。第16図は、ポリシリコン層26とアルミニ
ウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・エッチング
を施すとき、フォトレジスト・パターンをマスクとして
使って、リアクティブ・イオン・エッチングを行なうと
いう、この従来技術の加工技術の次のステップを示す。
、したがって領域Aを領域Cと接合するために傾斜股領
域Bが移行域とならなければならない。傾斜股領域Bの
ような領域で、フォトレジスト層28を露光するために
使う光に望ましくない回折パターンが生じ、そのために
、得られるフォトレジストの露光部分の幅に、したがっ
てリアクティブ・イオン・エッチングされる金属線の幅
に望ましくないばらつきが生じる。このことは、第13
図および第14図を見るとよくわかる。第13図は、第
12図の切断線IA−IA“に沿って切断した領域Aの
切断図である。第13図から、パターンづけした光30
を使ってフォトレジスト層28を露光させると、部分2
8°は露光され、したがって後で現像されて除去され、
部分28″は露光されず、現像後もそのまま残ることが
わかる。第13図を第14図と比較すると、第14図は
第12図の複合体の傾斜股領域Bの断面図を示したもの
である。領域B中で、露光用の光30がフォトレジスト
層28を通ってポリシリコン層26とアルミニウム銅合
金層24で反射され、領域B内のポリシリコン層26の
傾斜面のために、回折パターン32が生じて、光をフォ
トレジスト層28の中央部分28”へ導き、それによっ
て、領域28”のエツジに沿って望ましくない露光が起
こる。第15図は、水酸化カリウムなどの現像剤を使っ
てフォトレジスト層28を現像することによる、従来技
術のフォトレジスト層28の加工の次のステップを示し
ている。フォトレジスト層28は、たとえばノヴオラツ
ク型のフォトレジストでよい。領域A内のフォトレジス
ト領域28゛°は、現像後、領域B内のフォトレジスト
領域28”よりも広くなることが示されている。これは
、前述のように、領域B内で起こる光の回折パターンに
よるものであり、この回折パターンのために現像液がフ
ォトレジスト28”の追加部分を溶かして、その幅を狭
くさせる。第16図は、ポリシリコン層26とアルミニ
ウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・エッチング
を施すとき、フォトレジスト・パターンをマスクとして
使って、リアクティブ・イオン・エッチングを行なうと
いう、この従来技術の加工技術の次のステップを示す。
第16図かられかるように、得られるポリシリコン層2
6とアルミニウム銅合金層24の線幅は、領域B内の方
が領域A内よりも狭くなる。第17図の平面図を見ると
、このことがもつとわかりやすい。
6とアルミニウム銅合金層24の線幅は、領域B内の方
が領域A内よりも狭くなる。第17図の平面図を見ると
、このことがもつとわかりやすい。
第17図では、領域A内の方が領域B内よりもポリシリ
コン層の線幅が広くなっている。これは、この従来技術
の望ましくない特徴であり、領域B内で起こるような細
部構造から回折された光82が制御できない結果である
。この従来技術は、フォトレジスト層28に吸光性染料
を加えて、ポリシリコンM26とアルミニウム銅合金層
24からフォトレジスト層28に反射される光の量を減
らすことにより、この問題点の是正を試みている。
コン層の線幅が広くなっている。これは、この従来技術
の望ましくない特徴であり、領域B内で起こるような細
部構造から回折された光82が制御できない結果である
。この従来技術は、フォトレジスト層28に吸光性染料
を加えて、ポリシリコンM26とアルミニウム銅合金層
24からフォトレジスト層28に反射される光の量を減
らすことにより、この問題点の是正を試みている。
C0発明が解決しようとする問題点
この従来技術の方法に伴う問題点は、上方から入って来
る光30がフォトレジスト層28の底部まで充分に貫通
するには、光の強度がより大きくなければならないので
、フォトレジストの光活性が減退することである。フォ
トレジスト層28中に吸光性染料が存在すると、フォト
レジストの頂部と底部の間で露光量に大きな勾配が生じ
、そのためフォトレジストの現像後にエッチされて得ら
れる金属構造の垂直輪郭に関して問題が生じる。
る光30がフォトレジスト層28の底部まで充分に貫通
するには、光の強度がより大きくなければならないので
、フォトレジストの光活性が減退することである。フォ
トレジスト層28中に吸光性染料が存在すると、フォト
レジストの頂部と底部の間で露光量に大きな勾配が生じ
、そのためフォトレジストの現像後にエッチされて得ら
れる金属構造の垂直輪郭に関して問題が生じる。
従来技術に伴うもう1つの問題は、フォトレジスト構造
を一度露光し現像した後、その構造を再加工できないこ
とである。このことは第18図ないし第20図の従来技
術の図を見るとわかる。第18図では、前述のようにフ
ォトレジスト層28がポリシリコン層26の頂部に付着
されており、このフォトレジスト層28が前述のように
パターンづけされた光30で露光される。その結果、フ
ォトレジストが領域28°内で露光され、続いて現像ス
テップで除去される。中央領域28“は露光されず、現
像ステップの後で除去されない。第19図は、水酸化カ
リウムやメタケイ酸ナトリウムなど、フォトレジスト層
のうち光30で露光された部分28“と反応してそれを
溶かすが、露光されなかった部分28”は溶かさない、
通常の現像剤を用いて行なう現像ステップを示している
。現像ステップに伴う問題点は、水酸化カリウムなどの
現像液が、ポリシリコン層26の露出面をもかなりエッ
チすることである。第19図および第20図に示すエッ
チされた表面34は、現像ステップの後もポリシリコン
層26の表面の永久的特徴として残る。光学顕微鏡を使
って残ったフォトレジスト構造28”を検査すれば、集
積回路チップ上の他の構造に対してフォトレジスト構造
28”が位置合わせされているかどうか判定できるよう
な形で、現像ステップを実施する必要がある。エッチさ
れた金属構造が誤って位置合わせされていると、集積回
路内の至る所に短絡や開路その他の障害が生じることに
なるので、この誤位置合わせ測定は非常に重要である。
を一度露光し現像した後、その構造を再加工できないこ
とである。このことは第18図ないし第20図の従来技
術の図を見るとわかる。第18図では、前述のようにフ
ォトレジスト層28がポリシリコン層26の頂部に付着
されており、このフォトレジスト層28が前述のように
パターンづけされた光30で露光される。その結果、フ
ォトレジストが領域28°内で露光され、続いて現像ス
テップで除去される。中央領域28“は露光されず、現
像ステップの後で除去されない。第19図は、水酸化カ
リウムやメタケイ酸ナトリウムなど、フォトレジスト層
のうち光30で露光された部分28“と反応してそれを
溶かすが、露光されなかった部分28”は溶かさない、
通常の現像剤を用いて行なう現像ステップを示している
。現像ステップに伴う問題点は、水酸化カリウムなどの
現像液が、ポリシリコン層26の露出面をもかなりエッ
チすることである。第19図および第20図に示すエッ
チされた表面34は、現像ステップの後もポリシリコン
層26の表面の永久的特徴として残る。光学顕微鏡を使
って残ったフォトレジスト構造28”を検査すれば、集
積回路チップ上の他の構造に対してフォトレジスト構造
28”が位置合わせされているかどうか判定できるよう
な形で、現像ステップを実施する必要がある。エッチさ
れた金属構造が誤って位置合わせされていると、集積回
路内の至る所に短絡や開路その他の障害が生じることに
なるので、この誤位置合わせ測定は非常に重要である。
誤位置合わせがあると判定された場合、フォトレジスト
構造28°をポリシリコン層26の表面から除去し、新
しいフォトレジスト層を付着させてパターンつきの光で
露光させるという、再加工サイクルを行なわなければな
らない。第20図を見ると、ポリシリコン層26の誤っ
てエッチされた部分34がそのまま残り、後の位置合わ
せ測定ステップで検査しようとするとき、まぎられしい
反射率をもつために再加工し難い表面を呈するという問
題点がわかる。通常、フォトレジストの現像を終えてか
らフォトレジスト構造が誤って位置合わせされていると
判定された集積回路ウェハは、現像剤によってポリシリ
コン層26に潜像がエッチされるので、廃棄しなければ
ならない。
構造28°をポリシリコン層26の表面から除去し、新
しいフォトレジスト層を付着させてパターンつきの光で
露光させるという、再加工サイクルを行なわなければな
らない。第20図を見ると、ポリシリコン層26の誤っ
てエッチされた部分34がそのまま残り、後の位置合わ
せ測定ステップで検査しようとするとき、まぎられしい
反射率をもつために再加工し難い表面を呈するという問
題点がわかる。通常、フォトレジストの現像を終えてか
らフォトレジスト構造が誤って位置合わせされていると
判定された集積回路ウェハは、現像剤によってポリシリ
コン層26に潜像がエッチされるので、廃棄しなければ
ならない。
したがって、リアクティブ・イオン・エッチングによっ
て半導体デバイス中に金属パターンを設けるための改良
されたフォトレジスト工程を提供することが、本発明の
1目的である。
て半導体デバイス中に金属パターンを設けるための改良
されたフォトレジスト工程を提供することが、本発明の
1目的である。
フォトレジスト露光ステップで光の後方反射および回折
を最小にする、改良されたフォトレジスト工程を提供す
ることが、本発明の別の目的である。
を最小にする、改良されたフォトレジスト工程を提供す
ることが、本発明の別の目的である。
再加工処理ができる、改良されたフォトレジスト工程を
提供することが、本発明のもう1つの目的である。
提供することが、本発明のもう1つの目的である。
D1問題点を解決するための手段
本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、
本願で開示されるフォトレジスト工程によって実現され
る。この方法は、剥離剤の層を塗布することに基づくも
のである。剥離剤はポリスルホン組成物と染料の溶液で
あり、ポリシリコン層の表面に塗布する。その後、この
剥離層の上面にフォトレジスト層を付着させることがで
きる。
本願で開示されるフォトレジスト工程によって実現され
る。この方法は、剥離剤の層を塗布することに基づくも
のである。剥離剤はポリスルホン組成物と染料の溶液で
あり、ポリシリコン層の表面に塗布する。その後、この
剥離層の上面にフォトレジスト層を付着させることがで
きる。
次に、フォトレジストを露光させて現像し、その位置合
わせを測定する。得られたフォトレジスト構造の位置合
わせが不正確なことが判明した場合、剥離剤を適当な溶
媒で溶かすと、再加工がたやす〈実施できる。このため
、ポリシリコン層中に潜像を残さずに、既存のフォトレ
ジスト構造を除去できる。次に、新しい剥離剤と染料の
溶液を塗布し、続いて新しいフォトレジスト層を付着さ
せて、再加工サイクルを続行することができる0次に、
新しいフォトレジスト層を露光用の光のパターンで露光
し、現像してもう一度その位置合わせを測定することが
できる。元のフォトレジスト層または再加工したフォト
レジスト層が正しく位置合わせされていることが判明し
た場合、通常の加ニステップを続行できる0通常の加ニ
ステップとは、フォトレジストをプラズマで硬化させ、
続いて剥離層にリアクティブ・イオン・エッチングを施
し、次にフォトレジストを焼成することである。その後
、剥離層とフォトレジストの複合体でマスクされている
ポリシリコン層とアルミニウム銅合金層にリアクティブ
・イオン・エッチングを施すことができる。得られたエ
ッチされたポリシリコンとアルミニウム銅構造は、次に
残っている剥離層を溶かし、残っているフォトレジスト
構造を除去することにより加工できるようになる。この
方法は、また露光ステップで、後方反射され回折された
光に対する制御の改善をもたらす。露光用の光の最大エ
ネルギーの波長に関して吸収係数がほぼ最大となるよう
に選択された染料が存在するため、フォトレジストを通
過して剥離層に入る光のどの部分も、反射または回折さ
れてフォトレジスト層に戻る機会がないうちに吸収でき
る。このため、剥離層の下になり、そうでなければ望ま
しくない光の反射や回折を起こすかもしれない構造の上
を通るときでも、フォトレジストを均一に露光すること
が可能である。さらに、フォトレジスト層中にはかかる
染料が存在しないため、露光用の光がフォトレジスト層
内でより均一に透過し、そのためフォトレジストの露光
状態がより均一になる。
わせを測定する。得られたフォトレジスト構造の位置合
わせが不正確なことが判明した場合、剥離剤を適当な溶
媒で溶かすと、再加工がたやす〈実施できる。このため
、ポリシリコン層中に潜像を残さずに、既存のフォトレ
ジスト構造を除去できる。次に、新しい剥離剤と染料の
溶液を塗布し、続いて新しいフォトレジスト層を付着さ
せて、再加工サイクルを続行することができる0次に、
新しいフォトレジスト層を露光用の光のパターンで露光
し、現像してもう一度その位置合わせを測定することが
できる。元のフォトレジスト層または再加工したフォト
レジスト層が正しく位置合わせされていることが判明し
た場合、通常の加ニステップを続行できる0通常の加ニ
ステップとは、フォトレジストをプラズマで硬化させ、
続いて剥離層にリアクティブ・イオン・エッチングを施
し、次にフォトレジストを焼成することである。その後
、剥離層とフォトレジストの複合体でマスクされている
ポリシリコン層とアルミニウム銅合金層にリアクティブ
・イオン・エッチングを施すことができる。得られたエ
ッチされたポリシリコンとアルミニウム銅構造は、次に
残っている剥離層を溶かし、残っているフォトレジスト
構造を除去することにより加工できるようになる。この
方法は、また露光ステップで、後方反射され回折された
光に対する制御の改善をもたらす。露光用の光の最大エ
ネルギーの波長に関して吸収係数がほぼ最大となるよう
に選択された染料が存在するため、フォトレジストを通
過して剥離層に入る光のどの部分も、反射または回折さ
れてフォトレジスト層に戻る機会がないうちに吸収でき
る。このため、剥離層の下になり、そうでなければ望ま
しくない光の反射や回折を起こすかもしれない構造の上
を通るときでも、フォトレジストを均一に露光すること
が可能である。さらに、フォトレジスト層中にはかかる
染料が存在しないため、露光用の光がフォトレジスト層
内でより均一に透過し、そのためフォトレジストの露光
状態がより均一になる。
E、実施例
本発明のエツチング方法の工程を示す第1図と相次ぐ工
程における構造を示す第2図ないし第11図を参照しな
がら、本発明のエツチング方法について詳しく説明する
。第2図に示した基板20の頂面のポリシリコン層26
、アルミニウム銅合金層24、および二酸化ケイ素層2
2の複合体からはじまって加工の流れのステップ50で
、ポリシリコン層26の表面に剥離層40を塗布すると
いう第3図に進む。本明細書では、剥離剤をポリスルポ
ンと呼ぶ。その特定の組成は次の通りである。中間溶液
は、N−メチルピロリドンなどの溶媒45.75重量%
と、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの希釈
剤45.75重量%の混合物からなる。この溶液に、5
003P−ポリエーテルスルホン粉末などの剥離剤8.
5重量%を添加する。この粉末は、たとえばICIケミ
カル(ICI Chemical Company )
から人手できる。この粉末を液体成分に溶かす。溶媒成
分を35ないし55重量%、希釈剤成分を35ないし5
5重量%、粉末成分を4ないし15重量%とすることが
できる。次にこの中間溶液98重量%に、フォトレジス
トの露光に使う光の最大放射エネルギーの波長に関して
ほぼ最大の吸収係数を有する(吸収ピークを示す)適当
な吸光性染料2重量%を加える。たとえば、最大放射エ
ネルギーの波長が436nmのGCA4800DSWス
テップ・プロジェクタなどの投射手段を使用できる。こ
の波長に適した吸光性染料は、たとえばチパ・ガイギー
(Chiba−Geigy Corporation
)から市販されているオロゾル黄色4GNモノアゾ染料
である。染料成分は、中間溶液と混合したとき0.5な
いし5重量%とすることができる。得られた溶液を撹拌
し、数時間静置すると、第11図のポリスルホン剥離層
40として塗布できる状態になる。ポリスルホン剥離層
40の塗布の厚さは、約0.3ミクロンが適当である。
程における構造を示す第2図ないし第11図を参照しな
がら、本発明のエツチング方法について詳しく説明する
。第2図に示した基板20の頂面のポリシリコン層26
、アルミニウム銅合金層24、および二酸化ケイ素層2
2の複合体からはじまって加工の流れのステップ50で
、ポリシリコン層26の表面に剥離層40を塗布すると
いう第3図に進む。本明細書では、剥離剤をポリスルポ
ンと呼ぶ。その特定の組成は次の通りである。中間溶液
は、N−メチルピロリドンなどの溶媒45.75重量%
と、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの希釈
剤45.75重量%の混合物からなる。この溶液に、5
003P−ポリエーテルスルホン粉末などの剥離剤8.
5重量%を添加する。この粉末は、たとえばICIケミ
カル(ICI Chemical Company )
から人手できる。この粉末を液体成分に溶かす。溶媒成
分を35ないし55重量%、希釈剤成分を35ないし5
5重量%、粉末成分を4ないし15重量%とすることが
できる。次にこの中間溶液98重量%に、フォトレジス
トの露光に使う光の最大放射エネルギーの波長に関して
ほぼ最大の吸収係数を有する(吸収ピークを示す)適当
な吸光性染料2重量%を加える。たとえば、最大放射エ
ネルギーの波長が436nmのGCA4800DSWス
テップ・プロジェクタなどの投射手段を使用できる。こ
の波長に適した吸光性染料は、たとえばチパ・ガイギー
(Chiba−Geigy Corporation
)から市販されているオロゾル黄色4GNモノアゾ染料
である。染料成分は、中間溶液と混合したとき0.5な
いし5重量%とすることができる。得られた溶液を撹拌
し、数時間静置すると、第11図のポリスルホン剥離層
40として塗布できる状態になる。ポリスルホン剥離層
40の塗布の厚さは、約0.3ミクロンが適当である。
代表的な塗布方法は、たとえばスピン・オン塗布ステッ
プである。
プである。
次に、工程は第4図に示すようにポリスルホン剥離層4
0にフォトレジスト層28を付着させるというステップ
52に進む。適切なポジティブ・フォトレジスト材料は
、通常当技術で周知のノヴオラック樹脂型のものである
。
0にフォトレジスト層28を付着させるというステップ
52に進む。適切なポジティブ・フォトレジスト材料は
、通常当技術で周知のノヴオラック樹脂型のものである
。
次のステップ54では、第5図に示すようにフォトレジ
スト層28を光パターンで露光させる。得られた露光済
みフォトレジスト層を、0.2規定水酸化カリウムなど
適当な現像液で現像する。
スト層28を光パターンで露光させる。得られた露光済
みフォトレジスト層を、0.2規定水酸化カリウムなど
適当な現像液で現像する。
この現像液は、フォトレジスト層のうち露光ステッブで
光30で露光された部分28°を溶かすものである。第
6図でポリスルホン層40の頂面に、得られたフォトレ
ジスト構造28”が示されている。
光30で露光された部分28°を溶かすものである。第
6図でポリスルホン層40の頂面に、得られたフォトレ
ジスト構造28”が示されている。
この時点で、第1図のステップ58に入って、半導体チ
ップ上の他の構造に対するフォトレジスト構造28″の
位置合わせを測定することができる。第1図のステップ
60で、位置合わせが正しくないことが判明した場合、
ステップ62の再加工サイクルが始まることが示されて
いる。
ップ上の他の構造に対するフォトレジスト構造28″の
位置合わせを測定することができる。第1図のステップ
60で、位置合わせが正しくないことが判明した場合、
ステップ62の再加工サイクルが始まることが示されて
いる。
再加工サイクルでは、適切な溶媒としてN−メチルピロ
リドンを使って、剥離層40を溶解させる。そうすると
、フォトレジスト構造28”が遊離して浮かび簡単に除
去できるようになる。次に工程は第1図のステップ50
に戻って、第8図に示すように、新しいポリスルホン剥
離剤の層40Aを塗布し、続いてステップ52で新しい
フォトレジスト層28Aを付着させる。次に第1図の工
程のステップ54と56に進゛んで、現像済みのフォト
レジスト構造が再度現われ、ステップ58で位置合わせ
が適当かどうか測定することができる。
リドンを使って、剥離層40を溶解させる。そうすると
、フォトレジスト構造28”が遊離して浮かび簡単に除
去できるようになる。次に工程は第1図のステップ50
に戻って、第8図に示すように、新しいポリスルホン剥
離剤の層40Aを塗布し、続いてステップ52で新しい
フォトレジスト層28Aを付着させる。次に第1図の工
程のステップ54と56に進゛んで、現像済みのフォト
レジスト構造が再度現われ、ステップ58で位置合わせ
が適当かどうか測定することができる。
ステップ60で、フォトレジスト構造28゛の位置合わ
せが良好だと判明した場合、ステップ64で通常の加工
サイクルに進む。ステップ64はフォトレジスト構造2
8”のプラズマ硬化ステップであり、プラズマ・エツチ
ング室内でフルオロカーボンなどの適切なプラズマ物質
を使ってフォトレジスト構造28″を硬化させ、次のり
アクティブ・イオン・エツチング・ステップに備える。
せが良好だと判明した場合、ステップ64で通常の加工
サイクルに進む。ステップ64はフォトレジスト構造2
8”のプラズマ硬化ステップであり、プラズマ・エツチ
ング室内でフルオロカーボンなどの適切なプラズマ物質
を使ってフォトレジスト構造28″を硬化させ、次のり
アクティブ・イオン・エツチング・ステップに備える。
次に、通常の工程ステップ66に進み、剥離140のリ
アクティブ・イオン・エッチングを実施する。
アクティブ・イオン・エッチングを実施する。
適切なプラズマ・エツチング組成は酸素プラズマであり
、迅速なりアクティブ・イオン・エツチング・ステップ
により、フォトレジスト構造28“によって覆われてい
ないポリスルホン剥離層40は除去され、ポリシリコン
層26が露出する(第9図)、次に、硬化焼成ステップ
68を実施して、フォトレジスト層をさらに硬化させる
。この硬化焼成ステップは135°Cで実施でき、硬質
フォトレジスト・マスキング構造28”が得られる。
、迅速なりアクティブ・イオン・エツチング・ステップ
により、フォトレジスト構造28“によって覆われてい
ないポリスルホン剥離層40は除去され、ポリシリコン
層26が露出する(第9図)、次に、硬化焼成ステップ
68を実施して、フォトレジスト層をさらに硬化させる
。この硬化焼成ステップは135°Cで実施でき、硬質
フォトレジスト・マスキング構造28”が得られる。
このマスキング構造は、下側にあるポリシリコン層とア
ルミニウム銅合金層のうち、次のりアクティブ・イオン
・エツチング・ステップでエツチングしたくない部分を
マスクするのに使う。次にステップ70に進んで、当技
術で周知の塩素化気体混合物など適当なりアクティブ・
イオン・エツチング組成を用いて、ポリシリコン層26
とアルミニウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・
エッチングを施す。この時点での構造を第10図に示す
。
ルミニウム銅合金層のうち、次のりアクティブ・イオン
・エツチング・ステップでエツチングしたくない部分を
マスクするのに使う。次にステップ70に進んで、当技
術で周知の塩素化気体混合物など適当なりアクティブ・
イオン・エツチング組成を用いて、ポリシリコン層26
とアルミニウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・
エッチングを施す。この時点での構造を第10図に示す
。
第1図で、通常工程の最後の主要ステップ72は、N−
メチルピロリドンで剥離層40を溶かして、残っている
フォトレジスト構造28”を遊離して浮かせ、除去でき
るようにするものである。その後、ウェハを清浄化して
、フォーミンク・ガスによるアニール・ステップを実施
することができ、第11図に示したポリシリコン層26
とアルミニウム銅合金層24の最終的なエッチされた構
造が得られる。このアニール・ステップの間に、ポリシ
リコンはアルミニウム銅で合金化される。
メチルピロリドンで剥離層40を溶かして、残っている
フォトレジスト構造28”を遊離して浮かせ、除去でき
るようにするものである。その後、ウェハを清浄化して
、フォーミンク・ガスによるアニール・ステップを実施
することができ、第11図に示したポリシリコン層26
とアルミニウム銅合金層24の最終的なエッチされた構
造が得られる。このアニール・ステップの間に、ポリシ
リコンはアルミニウム銅で合金化される。
この方法は、フォトレジストの露光中に後方反射および
回折される光線に対する制御が強化されるため、均一な
線幅が得られるという利点を有する。この方法は、さら
に、フォトレジストの現像ステップで下にあるポリシリ
コン層が現像液によって誤ってエッチされないように保
護する、ポリスルホン剥離層が存在するため、フォトレ
ジスト構造の再加工を何度も行なえるという利点を有す
る。
回折される光線に対する制御が強化されるため、均一な
線幅が得られるという利点を有する。この方法は、さら
に、フォトレジストの現像ステップで下にあるポリシリ
コン層が現像液によって誤ってエッチされないように保
護する、ポリスルホン剥離層が存在するため、フォトレ
ジスト構造の再加工を何度も行なえるという利点を有す
る。
本発明の別の実施例では、ポリシリコン層または金属層
または二酸化ケイ素層が多数の垂直突起をもつ場合、ポ
リスルホン剥離層40を塗布する前に、ポリシリコン層
の頂面に、改良イメージ反転フォトレジストなどの平面
化材料層を含めるのが適当である。さらに、平面化層ま
たはポリスルホン剥離層を塗布する前に、ポリシリコン
層に接着促進剤を塗布するのが有利な場合がしばしばあ
る。ポリスルホン層または平面化層を塗布する前にポリ
シリコン層26の表面に塗布するのに適した接着促進剤
は、たとえばヘキサメチルジシランなどである。
または二酸化ケイ素層が多数の垂直突起をもつ場合、ポ
リスルホン剥離層40を塗布する前に、ポリシリコン層
の頂面に、改良イメージ反転フォトレジストなどの平面
化材料層を含めるのが適当である。さらに、平面化層ま
たはポリスルホン剥離層を塗布する前に、ポリシリコン
層に接着促進剤を塗布するのが有利な場合がしばしばあ
る。ポリスルホン層または平面化層を塗布する前にポリ
シリコン層26の表面に塗布するのに適した接着促進剤
は、たとえばヘキサメチルジシランなどである。
F0発明の効果
フォトレジストの均一な露光を行うことができ、且つ再
加工を容易に行うことができる。
加工を容易に行うことができる。
第1図は、本方法を実施する際の主要ステップを示す、
本発明の方法の工程図である。 第2図は、本願で開示する発明の加ニステップの始めを
示した概略断面図であり、上面に二酸化ケイ素!22が
付着され、続いてアルミニウム銅合金層24が付着され
、続いてポリシリコン層26が付着された基板20を示
す。 第3図は、ポリシリコン層26の頂面にポリスルホン層
40を塗布するという、本発明の方法の最初の主要ステ
ップの概略断面図である。 第4図は、ポリスルホン層40の頂面にフォトレジスト
層28を塗布するという、本発明の方法の次の主要ステ
ップの概略断面図である。 第5図は、フォトレジスト層28をパターンつきの光3
0で露光し、光30の透過された部分が下にあるポリス
ルホン層40で吸収されるという、本発明の方法の次の
主要ステップの概略断面図である。 第6図は、ポリスルホン層40の頂面にフォトレジスト
構造28”がそのまま残る形で、フォトレジスト層28
を現像するという次の主要ステップの概略断面図である
。 第7図は、ポリスルホン層40を溶かし、それによって
フォトレジスト構造28”を除去することで再加工サイ
クルを開始するという、位置合わせ測定を実施して、フ
ォトレジスト構造が正しく位置合わせされていないと判
定した後の段階を示す概略断面図である。 第8図は、新しいポリスルホン剥離剤と染料の溶液の層
40Aを塗布し、続いて新しいフォトレジスト層28A
を付着させるという、再加工サイクルの続きを示す概略
断面図である。次に、フォトレジストを光パターンで露
光し、フォトレジストを現像し、もう−度位置合わせ測
定を行なうことにより、再加工サイクルが続行される。 第9図は、第14図に示したステップの後、フォトレジ
ストをプラズマで硬化させるステップに続く、ポリスル
ホン剥離層40にリアクティブ・イオン・エッチングを
施すステップという、通常の加ニステップの続きを示す
概略断面図である。 通常はこのステップの後に、フォトレジスト層を硬化さ
せる硬化焼成ステップが続く。 第10図は、ポリスルホン層40とフォトレジスト層2
8”でマスクされたポリシリコン層26およびアルミニ
ウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・エッチング
を施すという、次の主要ステップの概略断面図である。 第11図は、ポリスルホン層40を適当な溶媒に溶かし
て、残ったマスク用フォトレジスト構造28”が除去で
きるようにするという、この方法の最後の主要ステップ
の概略説明図である。 第12図は、厚い領域Aと薄い領域Cと傾斜した領域B
を有し、その上面にアルミニウム銅合金層24、ポリシ
リコン層26、フォトレジスト層28が付着された、二
酸化ケイ素層22を示す、従来技術の半導体構造のx
−z平面から見た断面図である。 第13図は、領域A内のフォトレジスト層28の露光を
示す、第1図の切断t!IA−IA”に沿・ヘノてy−
z平面から見た断面図である。 第14図は、フォトレジスト層と領域Bの露光を示す、
第1図の切断線IB−IB“に沿ってy −2平面から
見た断面図である。 第15図は、領域A内の現像後のフォトレジスト28”
の相対幅を領域B内のフォトレジストの相対幅と比較で
きるように互いに位置合わせした領域Aと領域Bを示す
、y −z平面から見た断面図である。 第16図は、領域A内と領域B内のフォトレジスト層で
マスクされたポリシリコン層とアルミニウム銅合金層に
リアクティブ・イオン・エッチングを施すという次のス
テップを示す、y−z平面から見た断面図であり、領域
A内と領域B内で得られる金属線の相対幅が比較できる
。 第17図は、金属線の幅が領域B内の方が領域A内より
も細いことを示す、得られる金属線の幅のx −y平面
から見た平面図である。 第18図は、パターンつき光源でフォトレジスト層28
を露光する、従来技術の技法を示す概略断面図である。 第19図は、残ったフォトレジスト構造28”がそのま
ま残るようにフォトレジスト層を現像するという次のス
テップを示す概略断面図であり、ポリシリコン層26の
誤ってエッチされた表面34が描かれている。 第20図は、フォトレジスト構造28”が誤って位置合
わせされており、かつポリシリコン層26のエッチされ
た表面である望ましくない潜像34があると判定された
後、フォトレジスト構造28”が除去されている、従来
技術の再加工サイクルの次のステップを示す概略断面図
である。 20・・・・基板、22・・・・二酸化ケイ素層、24
・・・・アルミニウム銅合金層、26・・・・多結晶シ
リコン層、28・・・・フォトレジスト層、30・・・
・光、40・・・・ポリスルホン剥離層。 M’−Cu医 5(02筺 設 第2図 AP−Cu 24 Si02筺 第3図 A/−Cu医 Si 02筺 四 第4図 PR徂 A/−Cu 24 Si 02筺 第5図 Si 02η 四 第6図 Af−Cu 24 Si02η 第7図 Af−Cu 24 Si02筺 設 第8図 肪PRと AP−Cu 24 Si02筐 AI(u 軽 5102 η 毅 第10囚 第11図 5102 翌 5102
η第12図 第18図 A/−Cu 24 Si 02筺 第14図 A/−Cu召 5i02η 第15図 確戒A A&−Cu晟 5i02筺 Ai’−Cu酋 5i02筺 確仄B 第16図 構成A Si02η 5i02筺 種八B 第17図 第18図 AトCu 24 Si02η 設 第19図 AトCu 24 Si02η
本発明の方法の工程図である。 第2図は、本願で開示する発明の加ニステップの始めを
示した概略断面図であり、上面に二酸化ケイ素!22が
付着され、続いてアルミニウム銅合金層24が付着され
、続いてポリシリコン層26が付着された基板20を示
す。 第3図は、ポリシリコン層26の頂面にポリスルホン層
40を塗布するという、本発明の方法の最初の主要ステ
ップの概略断面図である。 第4図は、ポリスルホン層40の頂面にフォトレジスト
層28を塗布するという、本発明の方法の次の主要ステ
ップの概略断面図である。 第5図は、フォトレジスト層28をパターンつきの光3
0で露光し、光30の透過された部分が下にあるポリス
ルホン層40で吸収されるという、本発明の方法の次の
主要ステップの概略断面図である。 第6図は、ポリスルホン層40の頂面にフォトレジスト
構造28”がそのまま残る形で、フォトレジスト層28
を現像するという次の主要ステップの概略断面図である
。 第7図は、ポリスルホン層40を溶かし、それによって
フォトレジスト構造28”を除去することで再加工サイ
クルを開始するという、位置合わせ測定を実施して、フ
ォトレジスト構造が正しく位置合わせされていないと判
定した後の段階を示す概略断面図である。 第8図は、新しいポリスルホン剥離剤と染料の溶液の層
40Aを塗布し、続いて新しいフォトレジスト層28A
を付着させるという、再加工サイクルの続きを示す概略
断面図である。次に、フォトレジストを光パターンで露
光し、フォトレジストを現像し、もう−度位置合わせ測
定を行なうことにより、再加工サイクルが続行される。 第9図は、第14図に示したステップの後、フォトレジ
ストをプラズマで硬化させるステップに続く、ポリスル
ホン剥離層40にリアクティブ・イオン・エッチングを
施すステップという、通常の加ニステップの続きを示す
概略断面図である。 通常はこのステップの後に、フォトレジスト層を硬化さ
せる硬化焼成ステップが続く。 第10図は、ポリスルホン層40とフォトレジスト層2
8”でマスクされたポリシリコン層26およびアルミニ
ウム銅合金層24にリアクティブ・イオン・エッチング
を施すという、次の主要ステップの概略断面図である。 第11図は、ポリスルホン層40を適当な溶媒に溶かし
て、残ったマスク用フォトレジスト構造28”が除去で
きるようにするという、この方法の最後の主要ステップ
の概略説明図である。 第12図は、厚い領域Aと薄い領域Cと傾斜した領域B
を有し、その上面にアルミニウム銅合金層24、ポリシ
リコン層26、フォトレジスト層28が付着された、二
酸化ケイ素層22を示す、従来技術の半導体構造のx
−z平面から見た断面図である。 第13図は、領域A内のフォトレジスト層28の露光を
示す、第1図の切断t!IA−IA”に沿・ヘノてy−
z平面から見た断面図である。 第14図は、フォトレジスト層と領域Bの露光を示す、
第1図の切断線IB−IB“に沿ってy −2平面から
見た断面図である。 第15図は、領域A内の現像後のフォトレジスト28”
の相対幅を領域B内のフォトレジストの相対幅と比較で
きるように互いに位置合わせした領域Aと領域Bを示す
、y −z平面から見た断面図である。 第16図は、領域A内と領域B内のフォトレジスト層で
マスクされたポリシリコン層とアルミニウム銅合金層に
リアクティブ・イオン・エッチングを施すという次のス
テップを示す、y−z平面から見た断面図であり、領域
A内と領域B内で得られる金属線の相対幅が比較できる
。 第17図は、金属線の幅が領域B内の方が領域A内より
も細いことを示す、得られる金属線の幅のx −y平面
から見た平面図である。 第18図は、パターンつき光源でフォトレジスト層28
を露光する、従来技術の技法を示す概略断面図である。 第19図は、残ったフォトレジスト構造28”がそのま
ま残るようにフォトレジスト層を現像するという次のス
テップを示す概略断面図であり、ポリシリコン層26の
誤ってエッチされた表面34が描かれている。 第20図は、フォトレジスト構造28”が誤って位置合
わせされており、かつポリシリコン層26のエッチされ
た表面である望ましくない潜像34があると判定された
後、フォトレジスト構造28”が除去されている、従来
技術の再加工サイクルの次のステップを示す概略断面図
である。 20・・・・基板、22・・・・二酸化ケイ素層、24
・・・・アルミニウム銅合金層、26・・・・多結晶シ
リコン層、28・・・・フォトレジスト層、30・・・
・光、40・・・・ポリスルホン剥離層。 M’−Cu医 5(02筺 設 第2図 AP−Cu 24 Si02筺 第3図 A/−Cu医 Si 02筺 四 第4図 PR徂 A/−Cu 24 Si 02筺 第5図 Si 02η 四 第6図 Af−Cu 24 Si02η 第7図 Af−Cu 24 Si02筺 設 第8図 肪PRと AP−Cu 24 Si02筐 AI(u 軽 5102 η 毅 第10囚 第11図 5102 翌 5102
η第12図 第18図 A/−Cu 24 Si 02筺 第14図 A/−Cu召 5i02η 第15図 確戒A A&−Cu晟 5i02筺 Ai’−Cu酋 5i02筺 確仄B 第16図 構成A Si02η 5i02筺 種八B 第17図 第18図 AトCu 24 Si02η 設 第19図 AトCu 24 Si02η
Claims (2)
- (1)エッチング対象の表面に剥離剤および染料を含む
溶液を付着させて剥離層を形成する第1の工程と、 上記剥離層の上にフォトレジスト層を形成する第2の工
程と、 上記フォトレジスト層を光のパターンによつて露光する
第3の工程と、 上記フォトレジスト層を現像する第4の工程と、上記現
像後の残存フォトレジスト層の位置合わせの良否を調べ
、位置合わせが良好ならば、下記第7の工程へ進み、位
置合わせが不良ならば、下記第6の工程へ進む第5の工
程と、 上記剥離層を溶解させて上記フォトレジスト層と共に除
去してから、上記第1ないし第5の工程をやり直す第6
の工程と、 上記残留フォトレジスト層をマスクとして用いて、上記
剥離層にリアクティブ・イオン・エッチングを施す第7
の工程と、 上記残留フォトレジスト層およびその下の残存剥離層を
マスクとして用いて、上記エッチング対象の表面にリア
クティブ・イオン・エッチングを施す第8の工程と、 上記残存剥離層を溶解させて上記残存フォトレジスト層
と共に除去する第9の工程と を含むリアクティブ・イオン・エッチング方法。 - (2)4〜15重量%のポリエーテルスルホン粉末と、
35〜55重量%のN−メチルピロリドンと、35〜5
5重量%の希釈剤とより成る中間溶液中に、フォトレジ
スト露光用の光の最大放射エネルギーの波長に関してほ
ぼ最大の吸収係数を有する染料を、全溶液中の割合が0
.5〜5重量%となるように添加して生成され、リアク
ティブ・イオン・エッチング方法において剥離層の形成
に用いられる剥離層形成用溶液。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US900467 | 1986-08-25 | ||
US06/900,467 US4778739A (en) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | Photoresist process for reactive ion etching of metal patterns for semiconductor devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6355937A true JPS6355937A (ja) | 1988-03-10 |
JPH0482178B2 JPH0482178B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=25412578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62117249A Granted JPS6355937A (ja) | 1986-08-25 | 1987-05-15 | リアクティブ・イオン・エッチング方法及び剥離層形成用溶液 |
Country Status (4)
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---|---|
US (1) | US4778739A (ja) |
EP (1) | EP0257255B1 (ja) |
JP (1) | JPS6355937A (ja) |
DE (1) | DE3789999T2 (ja) |
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AU5433890A (en) * | 1989-03-30 | 1990-11-05 | Brewer Science, Inc. | Base-soluble polyimide release layers for use in microlithographic processing |
US5234990A (en) * | 1992-02-12 | 1993-08-10 | Brewer Science, Inc. | Polymers with intrinsic light-absorbing properties for anti-reflective coating applications in deep ultraviolet microlithography |
US5726102A (en) * | 1996-06-10 | 1998-03-10 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for controlling etch bias in plasma etch patterning of integrated circuit layers |
US6294456B1 (en) | 1998-11-27 | 2001-09-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of prefilling of keyhole at the top metal level with photoresist to prevent passivation damage even for a severe top metal rule |
US6191046B1 (en) | 1999-03-11 | 2001-02-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Deposition of an oxide layer to facilitate photoresist rework on polygate layer |
US6210846B1 (en) * | 1999-08-13 | 2001-04-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Exposure during rework for enhanced resist removal |
US6218085B1 (en) | 1999-09-21 | 2001-04-17 | Lucent Technologies Inc. | Process for photoresist rework to avoid sodium incorporation |
JP4544811B2 (ja) * | 2002-05-09 | 2010-09-15 | 大日本印刷株式会社 | エレクトロルミネッセント素子の製造方法 |
DE102005014796B3 (de) * | 2005-03-31 | 2006-11-02 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Modell für eine fortschrittliche Prozesssteuerung, das eine Solloffsetgröße umfasst |
US7629259B2 (en) * | 2005-06-21 | 2009-12-08 | Lam Research Corporation | Method of aligning a reticle for formation of semiconductor devices |
TWI302349B (en) * | 2006-01-04 | 2008-10-21 | Promos Technologies Inc | Metal etching process and rework method thereof |
US8119492B2 (en) * | 2009-07-10 | 2012-02-21 | United Microelectronics Corp. | Dissolving precipates in alloy material in capacitor structure |
Family Cites Families (12)
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US4292384A (en) * | 1977-09-30 | 1981-09-29 | Horizons Research Incorporated | Gaseous plasma developing and etching process employing low voltage DC generation |
US4367119A (en) * | 1980-08-18 | 1983-01-04 | International Business Machines Corporation | Planar multi-level metal process with built-in etch stop |
US4370405A (en) * | 1981-03-30 | 1983-01-25 | Hewlett-Packard Company | Multilayer photoresist process utilizing an absorbant dye |
US4362809A (en) * | 1981-03-30 | 1982-12-07 | Hewlett-Packard Company | Multilayer photoresist process utilizing an absorbant dye |
JPH0612452B2 (ja) * | 1982-09-30 | 1994-02-16 | ブリュ−ワ−・サイエンス・インコ−ポレイテッド | 集積回路素子の製造方法 |
US4606931A (en) * | 1983-06-27 | 1986-08-19 | International Business Machines Corporation | Lift-off masking method |
US4464460A (en) * | 1983-06-28 | 1984-08-07 | International Business Machines Corporation | Process for making an imaged oxygen-reactive ion etch barrier |
JPS60223121A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成方法 |
DE3435750A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum erzielen einer konstanten masshaltigkeit von leiterbahnen in integrierten schaltkreisen |
US4618565A (en) * | 1985-06-05 | 1986-10-21 | Rca Corporation | Absorptive layer for optical lithography |
JPS6247045A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-28 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ポリイミド組成物およびパタ−ンを有する膜の形成法 |
-
1986
- 1986-08-25 US US06/900,467 patent/US4778739A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62117249A patent/JPS6355937A/ja active Granted
- 1987-07-07 DE DE3789999T patent/DE3789999T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-07 EP EP87109796A patent/EP0257255B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP0257255B1 (en) | 1994-06-08 |
DE3789999T2 (de) | 1994-12-01 |
US4778739A (en) | 1988-10-18 |
DE3789999D1 (de) | 1994-07-14 |
EP0257255A3 (en) | 1990-09-26 |
EP0257255A2 (en) | 1988-03-02 |
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