JP2863225B2 - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JP2863225B2 JP2863225B2 JP1317669A JP31766989A JP2863225B2 JP 2863225 B2 JP2863225 B2 JP 2863225B2 JP 1317669 A JP1317669 A JP 1317669A JP 31766989 A JP31766989 A JP 31766989A JP 2863225 B2 JP2863225 B2 JP 2863225B2
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- Japan
- Prior art keywords
- resist
- pattern
- layer
- forming
- dmf
- 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.)
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体装置等の製造、特に能動素子，配
線パターン等の基板加工に適したパターン形成方法に関
するものである。
線パターン等の基板加工に適したパターン形成方法に関
するものである。
（従来の技術） 近年、半導体装置の高速化及び高集積化に伴ない、配
線パターン幅の超微細化及び該パターンの高アスペクト
比化に関しての多くの開発研究が行われてきている。こ
れらの技術開発の実現の方法の代表的なものとして一般
に多層レジスト法が知られている。
線パターン幅の超微細化及び該パターンの高アスペクト
比化に関しての多くの開発研究が行われてきている。こ
れらの技術開発の実現の方法の代表的なものとして一般
に多層レジスト法が知られている。
かかる多層レジスト法の中でも特に二層レジスト法
は、三層法に比べ工程が減り簡略化されるため有望とさ
れている。
は、三層法に比べ工程が減り簡略化されるため有望とさ
れている。
ところでこの二層レジスト法において、上層用レジス
ト材料としてはケイ素含有レジストがよく知られてお
り、具体的にクロロメチル化ポリジフェニルシロキサン
が商品名SNR（東洋ソーダ社）として市販されている。
ト材料としてはケイ素含有レジストがよく知られてお
り、具体的にクロロメチル化ポリジフェニルシロキサン
が商品名SNR（東洋ソーダ社）として市販されている。
そしてこのSNRに対する現像液としては、従来ジイソ
ブチルケトン（DIBK）とエチルシクロヘキサンの混合
液、又リンス液としてエチルシクロヘキサンが賞用され
てきた。
ブチルケトン（DIBK）とエチルシクロヘキサンの混合
液、又リンス液としてエチルシクロヘキサンが賞用され
てきた。
しかし、例えば特開昭64−84248号公報等に開示され
ているように、上記上層レジストパターンを形成する際
にパターン側壁や未露光部に残渣が残り、良好なパター
ン形成の妨げになることがあった。このSNRのようなポ
リシロキサン骨格のレジストは、O2−RIE耐性が極めて
高いために、上述の残渣の生成がこの後のエッチングに
重大な支障を招き、良好な二層レジストパターン形成を
困難ならしめるからである。
ているように、上記上層レジストパターンを形成する際
にパターン側壁や未露光部に残渣が残り、良好なパター
ン形成の妨げになることがあった。このSNRのようなポ
リシロキサン骨格のレジストは、O2−RIE耐性が極めて
高いために、上述の残渣の生成がこの後のエッチングに
重大な支障を招き、良好な二層レジストパターン形成を
困難ならしめるからである。
このような問題を解決するために、前記特開昭64−84
248号に開示された方法では、現像液として、酢酸イソ
アミンとエチルセルロソブの混合液を用い、それによっ
てゲル化開始線量付近における特性曲線のすそ引きがな
く、コントラストの向上、従って残渣のないパターンが
得られるとしているのである。
248号に開示された方法では、現像液として、酢酸イソ
アミンとエチルセルロソブの混合液を用い、それによっ
てゲル化開始線量付近における特性曲線のすそ引きがな
く、コントラストの向上、従って残渣のないパターンが
得られるとしているのである。
（発明が解決しようとする課題） しかし、上記した方法を用い、しかも上記微細化に適
合させるべく下層膜厚を仮りに1.6μｍ以下程度にした
とき、あるいは露光時の加速電圧を50KV以下としたとき
などの条件下では、レジスト内の後方散乱の影響によ
り、パターン間、特にサブミクロンラインアンドスペー
スパターンのスペース部等の残渣の除去が著しく困難で
あり、上述の問題が解決されないのが実情である。
合させるべく下層膜厚を仮りに1.6μｍ以下程度にした
とき、あるいは露光時の加速電圧を50KV以下としたとき
などの条件下では、レジスト内の後方散乱の影響によ
り、パターン間、特にサブミクロンラインアンドスペー
スパターンのスペース部等の残渣の除去が著しく困難で
あり、上述の問題が解決されないのが実情である。
この発明は、以上述べた特にサブミクロンラインアン
ドスペースパターンのスペース部等の残渣の問題点を除
去し、微細加工性に優れたパターン形成方法を提供する
ことを目的とする。
ドスペースパターンのスペース部等の残渣の問題点を除
去し、微細加工性に優れたパターン形成方法を提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、基板上に下層の熱硬化性フォトレジスト層
を形成する工程と、その上に上層のケイ素含有レジスト
層を形成する工程と、紫外線、電子線その他の高エネル
ギー線により前記上層レジスト層の露光を行う工程と、
ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンとジ
メメチルホルムアミドとの混合液でありジメチルホルム
アミド濃度が５〜30wt％である現像液により現像する工
程と、アルコール系の溶液によりリンスする工程と、及
び得られたパターンをマスクとして反応性イオンエッチ
ング（O2−RIE）により下層レジストのエッチングを行
い、二層レジストパターンを得る工程と、からなるパタ
ーン形成方法である。
を形成する工程と、その上に上層のケイ素含有レジスト
層を形成する工程と、紫外線、電子線その他の高エネル
ギー線により前記上層レジスト層の露光を行う工程と、
ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンとジ
メメチルホルムアミドとの混合液でありジメチルホルム
アミド濃度が５〜30wt％である現像液により現像する工
程と、アルコール系の溶液によりリンスする工程と、及
び得られたパターンをマスクとして反応性イオンエッチ
ング（O2−RIE）により下層レジストのエッチングを行
い、二層レジストパターンを得る工程と、からなるパタ
ーン形成方法である。
この発明において用いられる下層の熱硬化性フォトレ
ジストとしては、一般に多層レジスト法に使用されるも
のが概ね例外なく用いられる。
ジストとしては、一般に多層レジスト法に使用されるも
のが概ね例外なく用いられる。
又上層のケイ素含有レジストも常用されるものが使用
され、前述のクロロメチル化ポリジフェニルシロキサン
に限定されない。
され、前述のクロロメチル化ポリジフェニルシロキサン
に限定されない。
現像液におけるジイソブチルケトン（DIBK）又はメチ
ルイソブチルケトン（MIBK）は、それらのジメチルホル
ムアミド（DMF）との混合体に特に差異がなくどちらを
使用しても良い。
ルイソブチルケトン（MIBK）は、それらのジメチルホル
ムアミド（DMF）との混合体に特に差異がなくどちらを
使用しても良い。
上記の混合するDMFは、５〜30wt％の量比であること
が望ましい。現像液中のDMF混合比が5wt％以下では、そ
の残渣除去効果が著しく低下し、又30wt％以上では、上
記DMFが極めて極性が高く、溶解能力が高いことから現
像が過剰となり、パターン以外の部分を溶解し、ライン
細りの原因となったり、あるいは膨潤といった問題を引
きおこしかねない。
が望ましい。現像液中のDMF混合比が5wt％以下では、そ
の残渣除去効果が著しく低下し、又30wt％以上では、上
記DMFが極めて極性が高く、溶解能力が高いことから現
像が過剰となり、パターン以外の部分を溶解し、ライン
細りの原因となったり、あるいは膨潤といった問題を引
きおこしかねない。
次にリンスにあたっては、低級アルコールの単独ある
いは混合物、即ちアルコール系のものが優れた結果を示
し、これは現像液とは極端に違う極性のため、上述の残
渣の除去に効果的であるからである。
いは混合物、即ちアルコール系のものが優れた結果を示
し、これは現像液とは極端に違う極性のため、上述の残
渣の除去に効果的であるからである。
（作用） この発明においては、上述した特に二層法によるパタ
ーン形成方法において、特に上記DIBKまたはMIBKとDMF
との混合液を選択して用い、かつ該DMF濃度を５〜30wt
％とした現像液を用いたことによりサブミクロンパター
ンのスペース部等の残渣除去が適切に行われることにな
るのである。
ーン形成方法において、特に上記DIBKまたはMIBKとDMF
との混合液を選択して用い、かつ該DMF濃度を５〜30wt
％とした現像液を用いたことによりサブミクロンパター
ンのスペース部等の残渣除去が適切に行われることにな
るのである。
（実施例） 以下実施例によりこの発明を具体的に説明する。
実施例１ シリコンウェハ上に、フォトレジスト（シップレー社
製MP2400）を回転塗布しオーブン中で200℃、１時間熱
硬化させ、1.5μｍ厚の下層レジスト層を形成した。次
にこの上に、上述のSNR−M4（東洋ソーダ社）を回転塗
布し80℃のホットプレート上で１分間プリベークを行
い、0.2μｍの上層レジスト層を形成した。
製MP2400）を回転塗布しオーブン中で200℃、１時間熱
硬化させ、1.5μｍ厚の下層レジスト層を形成した。次
にこの上に、上述のSNR−M4（東洋ソーダ社）を回転塗
布し80℃のホットプレート上で１分間プリベークを行
い、0.2μｍの上層レジスト層を形成した。
ELS−3300（エリオニクス社製）を用いて加速電圧20K
Vで電子線照射によるパターン描画を行った。しかる
後、このウェハをDIBK:DMFが80:20の現像液中に45秒間
浸漬して現像し、更にｎ−ブタノールに１分間浸漬して
リンスを行った。得られたものを評価したところ、パタ
ーンスペース部等に残渣の殆んどない良好な0n4μｍラ
インアンドスペースパターンを得た。この時の感度（Dn
0.5）は8.5μC/cm2であった。
Vで電子線照射によるパターン描画を行った。しかる
後、このウェハをDIBK:DMFが80:20の現像液中に45秒間
浸漬して現像し、更にｎ−ブタノールに１分間浸漬して
リンスを行った。得られたものを評価したところ、パタ
ーンスペース部等に残渣の殆んどない良好な0n4μｍラ
インアンドスペースパターンを得た。この時の感度（Dn
0.5）は8.5μC/cm2であった。
実施例２ 実施例１における上層レジストとして、ポリアリルシ
ルセスキオキサン（下記注）の12wt％キシレン溶液を用
い、又現像液としてMIBK:DMFが85:15、リンス液として
イソプロピルアルコールを用いた以外は実施例１と全く
同様に行った。
ルセスキオキサン（下記注）の12wt％キシレン溶液を用
い、又現像液としてMIBK:DMFが85:15、リンス液として
イソプロピルアルコールを用いた以外は実施例１と全く
同様に行った。
同様の評価の結果は、Dn0.5が6.0μC/cm2の残渣のな
い良好な0.3μｍラインアンドスペースパターンを得
た。
い良好な0.3μｍラインアンドスペースパターンを得
た。
実施例３ 実施例２による上層パターンの形成後の基板に対し、
O2−RIEをドライエッチャーDEM451で施した。条件はO2
ガス圧1.0Pa,O2流量20SCCM,RFパワー密度0.12W/cm2で35
分間エッチングであった。得られた二層レジストパター
ンに関して、断面SEMにより観察評価した結果は、残渣
のない0.3μｍラインアンドスペースパターンがアスペ
クト比５で矩形形状に形成されていることがわかった。
O2−RIEをドライエッチャーDEM451で施した。条件はO2
ガス圧1.0Pa,O2流量20SCCM,RFパワー密度0.12W/cm2で35
分間エッチングであった。得られた二層レジストパター
ンに関して、断面SEMにより観察評価した結果は、残渣
のない0.3μｍラインアンドスペースパターンがアスペ
クト比５で矩形形状に形成されていることがわかった。
（発明の効果） 以上、詳細に示したように、本発明によれば、上述し
た特に二層法によるパターン形成方法において、特に上
記DIBKまたはMIBKとDMFとの混合液を選択して用い、か
つ該DMF濃度を５〜30wt％とした現像液を用いたことに
よりサブミクロンパターンのスペース部等の残渣除去が
適切に行われることになり、これによってO2−RIE時の
エッチング残り等による問題が解決され、サブミクロン
以下のパターンを極めて良好に形成し得る効果がある。
た特に二層法によるパターン形成方法において、特に上
記DIBKまたはMIBKとDMFとの混合液を選択して用い、か
つ該DMF濃度を５〜30wt％とした現像液を用いたことに
よりサブミクロンパターンのスペース部等の残渣除去が
適切に行われることになり、これによってO2−RIE時の
エッチング残り等による問題が解決され、サブミクロン
以下のパターンを極めて良好に形成し得る効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−168247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−80851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−206135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−97352（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−46094（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 7/26,7/32
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に下層の熱硬化性フォトレジスト層
を形成する工程と、 その上に上層のケイ素含有フォトレジスト層を形成する
工程と、 紫外線、電子線その他の高エネルギー線により前記上層
レジスト層の露光を行う工程と、 ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンと、
ジメチルホルムアミドとの混合液であり、ジメチルホル
ムアミド濃度が５〜30wt％である現像液により現像する
工程と、 アルコール系の溶液によりリンスする工程と、 及び得られた上層レジストパターンをマスクとして反応
性イオンエッチングにより下層レジストのエッチングを
行い、二層レジストパターンを得る工程と、 からなるパターン形成方法。 - 【請求項２】ケイ素含有レジストとしてポリシロキサ
ン、ポリシルセスキオキサンの誘導体を樹脂とするレジ
ストを用いる請求項１項記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1317669A JP2863225B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1317669A JP2863225B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179453A JPH03179453A (ja) | 1991-08-05 |
| JP2863225B2 true JP2863225B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=18090710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1317669A Expired - Lifetime JP2863225B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863225B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168247A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Formation of negative pattern |
| JPS6080851A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成用材料及びパタ−ン形成方法 |
| JPS6097352A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Kanto Kagaku Kk | ネガ型電子線レジスト用現像液 |
| JPS60206135A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-17 | Toshiba Corp | パタ−ン形成方法 |
| JPS61182036A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-14 | Hitachi Ltd | レジスト用現像液 |
| JPS61260242A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Fujitsu Ltd | レジストパタ−ンの形成方法 |
| JPS6346094A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 構内電子交換機 |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP1317669A patent/JP2863225B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03179453A (ja) | 1991-08-05 |
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