半导体器件制造过程中的构图方法技术

半导体器件制造过程中的构图方法，该方法在半导体基片上的绝缘膜上形成化学增强系抗蚀剂层，构图该化学增强系抗蚀剂层，形成开口部分，将该构图过的化学增强系抗蚀剂层作为掩模，湿法腐蚀半导体基片上的绝缘膜，构图绝缘膜。该方法在进行湿法腐蚀前，在构图过的化学增强系抗蚀剂层上形成进行表面处理的不溶化层，提高化学增强系抗蚀剂的耐湿腐蚀性。因此，可以防止化学增强系抗蚀剂膜的抗蚀剂图形变形，从而在绝缘膜上形成期望的良好开口图形。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及利用湿法腐蚀构图半导体基片上的膜的方法。在半导体器件制造过程中，在将上层导电性膜和下层导电性膜连接使用的开口部分形成在绝缘膜中的工序中，以往采用酚醛系的抗蚀剂。但是，为了实现高生产率化和微细化，在绝缘膜的构图中就必须使用化学增强系抗蚀剂。特开平7-120934号公报中披露了使用化学增强系抗蚀剂构图方法的一例。该现有技术提出在使用正型抗蚀剂构图导体时防止产生所谓T顶的化学增强系抗蚀剂的显影方法。T顶发生的原因在于有形成在选择曝光的正型化学增强系抗蚀剂层表面上的难溶化层，在显影被选择曝光过的化学增强系抗蚀剂层时，使用含有提高对于化学增强系抗蚀剂材料具有亲和性的活性剂的第一显影液，进行直至溶解到难溶化层的显影，然后，使用不含活性剂从而选择溶解性高的第二显影液完成显影。因此，可以形成期望形状的正型化学增强系抗蚀剂图形。如果使用该正型化学增强系抗蚀剂图形，构图其下面的导体层(被腐蚀材料层)，那么可得到没有正型化学增强系抗蚀剂图形的线宽度(T顶宽度)与实际被腐蚀的导体层线宽度之差，即没有所谓的转换差的期望线宽度构图的导体层。但是，与构图导体的情况不同，在将连接所用的开口部分形成在绝缘膜上的情况下，会存在以下问题。使用以往的酚醛系抗蚀剂，按照原来进行的过程步骤，在进行使用化学增强系抗蚀剂的光刻工序和在被构图的绝缘膜上采用CVD或溅射的其它方式形成金属膜工序之前，氧化硅膜的开口部分的形状在发生变形，在绝缘膜上不能形成期望的导通孔。于是，由于金属膜在导通孔内部不能按期望贯通地成膜，所以不能获得上层导电性膜与下层导电性膜的导通。可以认为这种化学增强系抗蚀剂变形的原因是把化学增强系抗蚀剂作为掩模进行湿法腐蚀绝缘膜。如在所述特开平7-120934号公报的0006段和0007段的详细论述，化学增强系抗蚀剂是利用在被曝光辐射源曝光部分产生酸催化反应的高清晰度、高灵敏度抗蚀剂。另一方面，由于构图绝缘膜时使用的湿法腐蚀液为强酸，所以如果化学增强系抗蚀剂与其接触，那么从接触面容易引起酸催化反应。因此，在光刻工序中被构图的化学增强系抗蚀剂膜的开口图形会在随后的湿法腐蚀中变形。为了平坦化特别用两层构成绝缘膜，在湿法腐蚀上层绝缘膜，然后干法腐蚀下层绝缘膜的情况下，在湿法腐蚀后的烘干时，用热促进酸的扩散，产生剧烈的图形变形，埋没形成在化学增强系抗蚀剂中的开口部分，如果在两层绝缘膜的下层绝缘膜中不能形成导通孔，那么就时常有上层导电性膜有下层导电性膜未完全连接的情况。本专利技术提供解决半导体器件制造过程中的这种问题的构图方法，该方法将化学增强系抗蚀剂作为掩模使用。按照本专利技术，提供一种，该方法在半导体基片上的膜上形成化学增强系抗蚀剂层，构图该化学增强系抗蚀剂层，将该构图过的化学增强系抗蚀剂层作为掩模，湿法腐蚀半导体基片上的膜，其特征在于，在进行所述湿法腐蚀前，在所述构图过的化学增强系抗蚀剂层上进行表面处理，提高化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性。例如，使所述化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性提高的抗蚀剂表面处理可例如可以是形成对于湿法腐蚀液具有不溶性或难溶性的保护膜，在抗蚀剂表面形成不溶化层的方法，用强碱液进行表面处理的方法，用等离子体曝光所述化学增强系抗蚀剂表面的方法和用与曝光辐射源不同辐射源的光和放射线进行照射的方法等。如上所述，在以构图过的化学增强系抗蚀剂层作为掩模，湿法腐蚀半导体基片上的膜时，例如，通过在事先构图的化学增强系抗蚀剂层表面上，形成对于湿法腐蚀液具有不溶性或难溶性的保护膜以提高化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性，进行湿法腐蚀。由此，可以防止因湿法腐蚀引起的上述那样的化学增强系抗蚀剂层的图形变形，可以在半导体基片上的膜中得到期望的图形。其中，对于湿法腐蚀液的‘不溶性’指在湿法腐蚀液中几乎不溶解的性质，而对于湿法腐蚀液的‘难溶性’指在湿法腐蚀液中不容易溶解的性质，在本专利技术中，如果在实施湿法腐蚀期间不完全溶解，那么由于可以从湿法腐蚀液中保护化学增强系抗蚀剂层，所以效果十分充分。图1是图解本专利技术的第一实施例的半导体器件的示意剖面图。图2是图解本专利技术的第一实施例的图，是图解图1后续工序的半导体器件的示意剖面图。图3是图解本专利技术的第一实施例的图，是图解图2后续工序的半导体器件的示意剖面图。图4是图解本专利技术的第一实施例的图，是图解图3后续工序的半导体器件的示意剖面图。图5是图解本专利技术的第一实施例的图，是图解图4后续工序的半导体器件的示意剖面图。图6是图解本专利技术的第一实施例的图，是图解图5后续工序的半导体器件的示意剖面图。图7是图解本专利技术的第一实施例的图，是与图2对应的半导体器件的示意剖面图。作为本专利技术的实施例，下面参照附图说明用金属膜连接半导体器件制造过程中下层图形和上层图形的工序。如图1所示，在形成期望图形和结构的下层图形(基片1)的表面上形成布线所用的金属膜2的上层图形。该金属膜2例如为Al膜，厚度约700nm。接着，作为分离下层图形(基片1+金属膜2)和上层图形的绝缘膜，形成例如氧化硅膜。该绝缘膜按两层重叠形成。作为第一层绝缘膜3，为了确保充分的绝缘，形成500nm～800nm左右的致密氧化膜。而且，作为第二层绝缘膜4，为了平坦化，形成非致密的氧化硅膜，例如通过旋转涂敷形成300nm～500nm左右的有机硅膜。在绝缘膜上形成连接上层导电性膜和下层导电性膜的导通孔。该导通孔贯通绝缘膜，用光刻处理进行开口，以便可达到下层图形的金属膜2。因此，如图1所示，在两层绝缘膜(3+4)上旋转涂敷化学增强系抗蚀剂，形成化学增强系抗蚀剂膜5。接着，利用紫外光或受激准分子激光、电子射线、或其它抗蚀剂感光装置进行曝光和显影，构图化学增强系抗蚀剂膜5，如图2所示，在化学增强系抗蚀剂膜5上形成与导通孔对应的开口部分6。而且，在这样构图过的化学增强系抗蚀剂膜5表面上旋转涂敷表面处理剂，如图2所示，在化学增强系抗蚀剂膜5的表面上形成不溶化层7。作为表面处理剂，使用在溶剂中溶解几％～几十％的酚醛树脂的液体。接着，用清洗液8清洗侵入开口部分6的表面处理剂。可使用碱系溶液或有机溶剂作为清洗液。接着，如图3所示，将这样构图并表面处理过的化学增强系抗蚀剂膜5作为掩模，用氢氟酸(HF)等湿法腐蚀第二层绝缘膜4的氧化硅膜。此时，在用HF湿法腐蚀之前，有用表面活性剂进行处理的情况。而且，在湿法腐蚀后，为了使水分蒸发，在100℃以上的温度下进行烘干。接着，如图4所示，按使用等离子体的干法腐蚀进行第一层绝缘膜3的加工。然后，如图5所示，利用剥离装置，剥离化学增强系抗蚀剂膜5。如以上那样，将通过光刻处理贯通的导通孔6A形成在两层绝缘膜中。接着，如图6所示，在绝缘膜上采用CVD或溅射等方式，形成第二金属膜9。此时，由于第二金属膜9也成膜在导通孔6A的内部，所以通过该导通孔6A，下层的金属膜2与上层的第二金属膜9导通。因此，通过采用本实施例，半导体器件的下层图形(基片1)的金属膜2与上层图形(第二金属膜9)通过导通孔6A连接。在形成必要图形和结构的下层图形(基片1)的表面上形成布线所用金属膜的上层图形，用绝缘膜例如氧化硅膜分断对于连接所不需要的部分。为了消除衬底图形的阶梯差，该绝缘膜必须厚。在本实施例的半导体器件中，厚度为800nm～1300nm。该厚度依据器件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体器件制造过程中的构图方法，该方法在半导体基片上的膜上形成化学增强系抗蚀剂层，构图该化学增强系抗蚀剂层，把该已构图的化学增强系抗蚀剂层作为掩模，湿法腐蚀半导体基片上的膜，其特征在于，在进行所述湿法腐蚀前，在所述已构图的化学增强系抗蚀剂层上进行表面处理，提高化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性。

【技术特征摘要】
JP 1998-5-25 142970/981．半导体器件制造过程中的构图方法，该方法在半导体基片上的膜上形成化学增强系抗蚀剂层，构图该化学增强系抗蚀剂层，把该已构图的化学增强系抗蚀剂层作为掩模，湿法腐蚀半导体基片上的膜，其特征在于，在进行所述湿法腐蚀前，在所述已构图的化学增强系抗蚀剂层上进行表面处理，提高化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性。2．如权利要求1所述的构图方法，其特征在于，提高所述化学增强系抗蚀剂的耐湿法腐蚀性的抗蚀剂表面处理是在化学增强系抗蚀剂层的表面上，形成对于湿法腐蚀具有不溶性或难溶性的保护膜。3．如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤胜志，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]