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JPH03256325A - Forming method for micropattern - Google Patents

Forming method for micropattern

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Publication number
JPH03256325A
JPH03256325A JP5271290A JP5271290A JPH03256325A JP H03256325 A JPH03256325 A JP H03256325A JP 5271290 A JP5271290 A JP 5271290A JP 5271290 A JP5271290 A JP 5271290A JP H03256325 A JPH03256325 A JP H03256325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
film
mask material
deposited
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5271290A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2690378B2 (en
Inventor
Seiji Nishi
清次 西
Hironori Fujishiro
博記 藤代
Hiromi Tsuji
弘美 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP5271290A priority Critical patent/JP2690378B2/en
Publication of JPH03256325A publication Critical patent/JPH03256325A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2690378B2 publication Critical patent/JP2690378B2/en
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a micropattern with high reproducibility by depositing a mask material and so depositing plural times at different angles as to eliminate other shaded part. CONSTITUTION:After a base 11 is coated with resist 12, it is coated with resist 13. A reversed taper-shaped slit 14 is patterned by far ultraviolet ray contact exposure. Then, an Al film 15 as a mask material is deposited from obliquely at an angle theta1 to the vertical direction by an electron beam depositing method. Thereafter, an Al film 18 as a mask material is also deposited from obliquely at an angle theta2 to the vertical direction by an electron beam depositing method. Subsequently, the films 15, 18 in which the resist 12 of the edge of the pattern of the resist 13 is obliquely deposited as mask materials to be used as masks, it is etched vertically under high anisotropy condition.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体素子の製造工程における微細なスリッ
ト状のパターンの形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of forming a fine slit-like pattern in a manufacturing process of a semiconductor device.

(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、例えば本願の出
願人の出願にかかる特願昭63−232699号とし、
既に提案されたものがある。
(Prior Art) Conventionally, as a technology in this field, for example, Japanese Patent Application No. 63-232699 filed by the applicant of the present application,
Some have already been proposed.

第2図はかかる従来の微細パターンの形成工程断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of such a conventional fine pattern forming process.

まず、第2図(a)に示すように、基体l上に物質層2
及びレジスト3を連続的に塗布した後、レジスト3に幅
0.5μm程度の逆テーパ形状のスリット4を光露光法
等によりパターニングする。
First, as shown in FIG. 2(a), a material layer 2 is placed on a substrate l.
After continuously applying the resist 3, a reverse tapered slit 4 having a width of about 0.5 μm is patterned on the resist 3 by a light exposure method or the like.

このパターンを形成後、第2図(b)に示すように、蒸
着マスク材としてのA1膜5を基体1の垂直方向と、あ
る角度θをなす方向から真空蒸着する。すると、前記ス
ッリト4内にはスリット形成が予定される蒸着マスク材
の影部分6が現れる。
After forming this pattern, as shown in FIG. 2(b), an A1 film 5 as a vapor deposition mask material is vacuum-deposited from a direction forming a certain angle θ with the direction perpendicular to the substrate 1. Then, a shadow portion 6 of the vapor deposition mask material in which the slit is to be formed appears within the slit 4.

そこで、第2図(c)に示すように、該蒸着マスり材と
してのAl膜5をマスクにして、異方性のエツチングを
行うことにより前記影部分6の前記物質層2にスリット
8を形成し、微細なパターンを形成する。
Therefore, as shown in FIG. 2(c), slits 8 are formed in the material layer 2 in the shadow area 6 by performing anisotropic etching using the Al film 5 as the vapor deposition masking material as a mask. to form fine patterns.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記した従来の微細パターンの形成方法
によれば、レジスト3のパターンの逆テーバ形状のスリ
ット4を制御することは難しく、テーバ角度が大きくな
ってしまうと、^ff1l15の予定された影部分6以
外に、スリットパターンの逆サイドにAffi膜5で覆
われない予定されない他の影部分7が生しる。従って、
物質層2を異方性エツチングすると、影部分6以外の他
の形部分7も同時にエツチングされてしまうという問題
があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, according to the conventional method for forming fine patterns described above, it is difficult to control the inverted tapered slits 4 in the pattern of the resist 3, and if the Taber angle becomes large, ,^ff1l15, there is another unplanned shadow part 7 that is not covered with the Affi film 5 on the opposite side of the slit pattern. Therefore,
When the material layer 2 is anisotropically etched, there is a problem in that other shaped portions 7 other than the shadow portion 6 are also etched at the same time.

また、より微細なパターンを形成するために、マスク材
としてのAffi膜の蒸着角度θを小さくすると、やは
りマスク材としてのAl膜で覆われない他の影部分が生
じてしまい、問題であった。
In addition, in order to form a finer pattern, when the deposition angle θ of the Affi film as a mask material was made smaller, other shadow areas that were not covered by the Al film as a mask material were also generated, which was a problem. .

本発明は、上記問題点を除去し、マスク材を蒸着する工
程で、上記の他の影部分をなくするように異なる角度で
複数回蒸着することにより、再現性良く、微細パターン
を形成することができる微細パターンの形成方法を提供
することを目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned problems and forms a fine pattern with good reproducibility by performing vapor deposition multiple times at different angles to eliminate the other shadow areas in the process of vapor-depositing the mask material. The purpose of the present invention is to provide a method for forming fine patterns that allows for the formation of fine patterns.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を遠戚するために、半導体素子の製
造における微細なスリット状のパターンの形成方法にお
いて、基体上にスリット状の微細パターンを形成すべき
物質層を形成する工程と、該物質層上にレジスト層を形
成する工程と、該レジスト層に逆テーパ形状のスリット
を形成し、前記物質層を選択露出する工程と、前記基体
に対して垂直より傾いた複数の角度に設定して予定され
る影部分を除いて前記物質層の全面を覆うようにそれぞ
れ複数のマスク材を真空蒸着する工程と、前記複数のマ
スク材をマスクにして前記物質層をドライエツチングに
よって微細パターンを形成する工程とを施すようにした
ものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming a fine slit-like pattern in the manufacture of semiconductor devices, in which a fine slit-like pattern is formed on a substrate. forming a material layer; forming a resist layer on the material layer; forming a reverse tapered slit in the resist layer to selectively expose the material layer; and perpendicular to the substrate. a step of vacuum depositing a plurality of mask materials at a plurality of tilted angles to cover the entire surface of the material layer except for a planned shadow portion; The layer is dry-etched to form a fine pattern.

(作用) 本発明によれば、上記のように、微細パターンを形成す
べき所定の箇所以外の部分に影部分が現れても、異なる
角度で複数のマスク材を真空蒸着するようにしたので、
その部分をマスク材で完全に塞ぐことができ、所望の精
度の高い微細パターンを形成することができる。
(Function) According to the present invention, as described above, even if a shadow portion appears in a portion other than a predetermined portion where a fine pattern is to be formed, a plurality of mask materials are vacuum-deposited at different angles.
The portion can be completely covered with the mask material, and a desired highly accurate fine pattern can be formed.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例を示す微細パターンの形成工程
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fine pattern forming process showing an embodiment of the present invention.

まず、第1図(a)に示すように、基体11としての半
絶縁性ガリウム砒素基板上に0DURレジスト(東京応
化製)12を4000人の厚さに塗布した後、L?IR
レジスト(冨士薬品製)13を、4000人の厚さに塗
布する。そして、遠紫外線(Deep [IV )コン
タクト露光により、上端の開口部の幅寸法が0.5μm
の逆テーパ形状のスリット14をパターニングする。該
逆テーパとなったLMRレジストの角の角度(ω)は約
60″である。
First, as shown in FIG. 1(a), a 0DUR resist (manufactured by Tokyo Ohka) 12 was applied to a thickness of 4000 mm on a semi-insulating gallium arsenide substrate 11, and then L? IR
A resist (manufactured by Fuji Pharmaceutical Co., Ltd.) 13 is applied to a thickness of 4000 mm. Then, by deep ultraviolet (Deep [IV)] contact exposure, the width of the upper opening was 0.5 μm.
A reverse tapered slit 14 is patterned. The angle (ω) of the corner of the reversely tapered LMR resist is approximately 60″.

次に、第1図(b)に示すように、マスク材としてのa
fl!15を電子ビーム蒸着法により、垂直方向に対し
て角度θI(20’)の斜め方向から3000人の厚さ
に蒸着する。その結果、Affi膜15膜形5分16が
現れると共に、その影部分16の反対のすみに他の影部
分17が現れる。
Next, as shown in FIG. 1(b), a
Fl! No. 15 is deposited to a thickness of 3000 mm by electron beam evaporation from an oblique direction at an angle θI (20') with respect to the vertical direction. As a result, the Affi film 15 film shape 5/5 16 appears, and another shadow part 17 appears in the opposite corner of the shadow part 16.

次に、第1図(c)に示すように、マスク材としてのA
l膜18をやはり電子ビーム蒸着法により、垂直方向に
対して角度θ2(50°)の斜め方向から300人の厚
さに蒸着する。その結果、Af膜15の影部分17上に
もAl膜18が蒸着される。
Next, as shown in FIG. 1(c), A
The L film 18 is also deposited to a thickness of 300 mm by electron beam evaporation from an oblique direction at an angle θ2 (50°) with respect to the vertical direction. As a result, the Al film 18 is also deposited on the shadow portion 17 of the Af film 15.

次いで、第1図(d)に示すように、LMRレジスト1
3のパターンのエツジ部分の0DIIRレジスト12を
斜め蒸着したマスク材としてのAl膜15.18をマス
クにして、RIE (Reactive Ion Et
ching )によるO!ドライエツチングにより、異
方性の高い条件で垂直にエツチングを行う。
Next, as shown in FIG. 1(d), the LMR resist 1
RIE (Reactive Ion Et.
O! Dry etching is performed vertically under highly anisotropic conditions.

以上の工程により、幅寸法約0.15μmのスリット1
9を形成することができる。
Through the above steps, a slit 1 with a width dimension of approximately 0.15 μm is formed.
9 can be formed.

この実施例においては、特にLMRレジスロ3に逆テー
パ形状のスリット14を形成し、第1のマスク材15、
第2のマスク材18共にA1膜としたのもので、LMR
レジスト13の逆テーパ形状のシャープなエツジによる
精度の高い微細パターンを形成することができる。
In this embodiment, in particular, a reverse tapered slit 14 is formed in the LMR registration slot 3, and the first mask material 15,
Both the second mask material 18 is made of A1 film, and LMR
A highly accurate fine pattern can be formed due to the sharp edges of the inversely tapered resist 13.

なお、上記実施例における0DtlRレジス目2に代え
て、絶縁膜、例えばSi0g膜を用い、また、第1のマ
スク材15と、第2のマスク材18としてのAl膜に代
えて、ニッケルやチタン或いはこれらの組合せをそれぞ
れ用いるようにしてもよい。
Note that an insulating film, for example, a Si0g film is used instead of the 0DtlR resist 2 in the above embodiment, and nickel or titanium is used instead of the Al film as the first mask material 15 and the second mask material 18. Alternatively, a combination of these may be used.

第3図は本発明の他の実施例を示す微細パターンの形成
工程断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a fine pattern forming process showing another embodiment of the present invention.

まず、第3図(a)に示すように、基体11としての半
絶縁性ガリウム砒素基板上に0DURレジスト12を塗
布した後、LMRレジスト13を塗布する。そして、遠
紫外線コンタクト露光により、上端の開口部が逆テーパ
形状のスリッロ4をパターニングする。この工程は第1
図(a)の工程と同様である。
First, as shown in FIG. 3(a), an 0DUR resist 12 is coated on a semi-insulating gallium arsenide substrate as a base 11, and then an LMR resist 13 is coated. Then, by deep ultraviolet contact exposure, a slitter 4 having an inversely tapered opening at the upper end is patterned. This process is the first
This process is similar to the process shown in Figure (a).

次に、第3図(b)に示すように、マスク材としてのl
膜20を電子ビーム蒸着法により、垂直方向に対して角
度θ、の斜め方向から蒸着する1、その結果、微細パタ
ーンの形成が予定される側とは反対側には影部分が生じ
ないように0DURレジスト12の表面をAffi膜2
0膜種0、微細パターンの形成が予定される側にはかな
り広い影部分21を形成する。
Next, as shown in FIG. 3(b), l is used as a mask material.
The film 20 is deposited by electron beam evaporation from an oblique direction at an angle θ with respect to the perpendicular direction.As a result, a shadow area is not generated on the side opposite to the side where the fine pattern is planned to be formed. Affi film 2 is applied to the surface of 0DUR resist 12.
0 film type 0, a fairly wide shadow portion 21 is formed on the side where the fine pattern is planned to be formed.

次に、第3図(c)に示すように、マスク材としての^
l膜22をやはり電子ビーム蒸着法により、垂直方向に
対して角度θ4の斜め方向から蒸着する。その結果、微
細パターンの形成が予定される側には所定の幅の影部分
23をつくり、その他の部分は^l膜20及び22で覆
う。
Next, as shown in Figure 3(c), as a mask material ^
The L film 22 is also deposited by electron beam evaporation from an oblique direction at an angle θ4 with respect to the vertical direction. As a result, a shadow portion 23 of a predetermined width is created on the side where the fine pattern is planned to be formed, and the other portions are covered with the films 20 and 22.

次いで、第3図(d)に示すように、LMRレジスト1
3のパターンのエツジ部分の0DORレジスト12を斜
め蒸着したマスク材としてのAffi膜20膜種02を
マスクにして、 RIEによる08 ドライエツチング
により、異方性の高い条件で垂直にエツチングを行う。
Next, as shown in FIG. 3(d), the LMR resist 1
Using the Affi film 20 film type 02 as a mask material obtained by obliquely depositing the 0DOR resist 12 on the edge portion of the pattern No. 3 as a mask, vertical etching is performed by RIE 08 dry etching under highly anisotropic conditions.

以上の工程により、微細なスリット24を形成すること
ができる。
Through the above steps, fine slits 24 can be formed.

第4図は本発明の更なる他の実施例を示す微細パターン
の形成要部工程断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of forming a fine pattern showing still another embodiment of the present invention.

第4図(a)に示すように、LMRレジスト13の角の
角度(ω0)がかなり小さくなるような場合には、まず
、所定の微細パターンを形成するために必要とされる影
部分30を設定するために、マスク材としてのA f 
WA31を電子ビーム蒸着法により、垂直方向に対して
角度θ、の斜め方向から蒸着する。
As shown in FIG. 4(a), when the corner angle (ω0) of the LMR resist 13 becomes considerably small, first, the shadow portion 30 required to form a predetermined fine pattern is In order to set, A f as a mask material
WA 31 is deposited from an oblique direction at an angle θ with respect to the vertical direction by electron beam evaporation.

次に、第4図(b)に示すように、微細パターンを形成
する側とは反対側の隔部分を覆うために、マスク材とし
ての^l膜32をやはり電子ビーム蒸着法により、垂直
方向に対して角度θ、の斜め方向から蒸着する。この蒸
着によってもなお影部分(隙間)33を生じる。
Next, as shown in FIG. 4(b), in order to cover the partition on the opposite side to the side on which the fine pattern is to be formed, the ^l film 32 as a mask material is vertically deposited by electron beam evaporation. Vapor deposition is performed from an oblique direction at an angle θ with respect to This vapor deposition still produces shadow areas (gaps) 33.

次いで、第4図(c)に示すように、この影部分(隙間
)33を覆うために、Affi膜34を電子ビーム蒸着
法により、垂直方向に対して角度θ7の斜め方向から蒸
着する。
Next, as shown in FIG. 4(c), in order to cover this shadow portion (gap) 33, an Affi film 34 is deposited from an oblique direction at an angle θ7 with respect to the vertical direction by electron beam evaporation.

このように構成することにより、所定の微細パターンを
形成するために必要とされる影部分を除いて完全に覆う
ことができる。
By configuring in this way, it is possible to completely cover the predetermined fine pattern except for the shadow portion required to form it.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏する。
(Effects of the Invention) As described above in detail, the present invention provides the following effects.

微細パターンを形成すべき所定の箇所以外の部分に影部
分が現れても、その部分をマスク材で完全に塞ぐことが
できるので、所望の精度の高い微細パターンを形成する
ことができる。
Even if a shadow part appears in a part other than the predetermined part where a fine pattern is to be formed, the part can be completely covered with the mask material, so that a desired fine pattern with high precision can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す微細パターンの形成工程
断面図、第2図は従来の微細パターンの形成工程断面図
、第3図は本発明の他の実施例を示す微細パターンの形
成工程断面図、第4図は本発明の更なる他の実施例を示
す微細パターンの形成工程断面図である。 11・・・基体、12・・・0DURレジスト、13・
・・LMRレジスト、14.19.24・・・スリット
、15.18.20.22.3132、34・・・Aj
!膜(マスク材) 、16.21.23.30・・・影
部分、17・・・他の影部分、33・・・影部分(隙間
)。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fine pattern forming process showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional fine pattern forming process, and FIG. 3 is a fine pattern forming process showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a process for forming a fine pattern showing still another embodiment of the present invention. 11...Base, 12...0DUR resist, 13...
...LMR resist, 14.19.24...slit, 15.18.20.22.3132, 34...Aj
! Film (mask material), 16.21.23.30...Shadow part, 17...Other shadow part, 33...Shadow part (gap).

Claims (1)

【特許請求の範囲】  半導体素子の製造における微細なスリット状のパター
ンの形成方法において、 (a)基体上にスリット状の微細パターンを形成すべき
物質層を形成する工程と、 (b)該物質層上にレジスト層を形成する工程と、(c
)該レジスト層に逆テーパ形状のスリットを形成し、前
記物質層を選択露出する工程と、 (d)前記基体に対して垂直より傾いた複数の角度に設
定して予定される影部分を除いて前記物質層の全面を覆
うようにそれぞれ複数のマスク材を真空蒸着する工程と
、 (e)前記複数のマスク材をマスクにして前記物質層を
ドライエッチングによって微細パターンを形成する工程
とを有する微細パターンの形成方法。
[Claims] A method for forming a fine slit-like pattern in the manufacture of a semiconductor device, comprising: (a) forming a layer of material on which a fine slit-like pattern is to be formed on a substrate; (b) the material; forming a resist layer on the layer; and (c
) forming a reverse tapered slit in the resist layer to selectively expose the material layer; and (d) removing projected shadow portions by setting at multiple angles tilted from perpendicular to the substrate. (e) forming a fine pattern on the material layer by dry etching using the plurality of mask materials as a mask; How to form fine patterns.
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