JPH06163397A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH06163397A JPH06163397A JP31346792A JP31346792A JPH06163397A JP H06163397 A JPH06163397 A JP H06163397A JP 31346792 A JP31346792 A JP 31346792A JP 31346792 A JP31346792 A JP 31346792A JP H06163397 A JPH06163397 A JP H06163397A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist layer
- resist
- exposure
- pattern
- light
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所定の特性を有するレジスト層を用いた2層
構造のレジストパターンを形成することができるパター
ン形成方法を提供する。 【構成】 基板1上に所定の特性を有する第1のレジス
ト層2を形成し、その上に露光により露光部の光透過率
が低下する第2のレジスト層3を形成する。露光後、第
2のレジスト層3は露光部の光透過率が低下し、第2の
レジスト層3を第1のレジスト層2のフォトマスクとし
て使用することができる。
構造のレジストパターンを形成することができるパター
ン形成方法を提供する。 【構成】 基板1上に所定の特性を有する第1のレジス
ト層2を形成し、その上に露光により露光部の光透過率
が低下する第2のレジスト層3を形成する。露光後、第
2のレジスト層3は露光部の光透過率が低下し、第2の
レジスト層3を第1のレジスト層2のフォトマスクとし
て使用することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、集積回路等の製造に
おいて、レジスト層を形成する方法に関し、特に、2層
構造のレジスト層により微細なパターンを形成する方法
に関するものである。
おいて、レジスト層を形成する方法に関し、特に、2層
構造のレジスト層により微細なパターンを形成する方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、半導体集積回路素子、集積回路製
造用マスク、プリント配線板、印刷板などを製造する場
合、下地基板に対して、たとえばエッチングや拡散など
により選択的な加工が施される。この際、下地基板の被
加工部分を選択的に保護する目的で、紫外線、X線、電
子線などの活性光線に感光する組成物、いわゆる感光性
レジスト被膜を下地基板上に形成する。次に、紫外線、
X線の場合、マスクを用いて、あるいは電子線の場合は
直接描画によって下地基板の上にレジストパターンを形
成する。このレジストにはポジ型とネガ型があり、前者
は露光部が現像液に溶解するが、未露光部が溶解しない
タイプであり、後者は逆のタイプである。現在、半導体
集積回路素子の製造にはポジ型レジストの方が多く用い
られ、しかもそれはベース樹脂であるアルカリ可溶性樹
脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物とから構
成されるものが主流である。
造用マスク、プリント配線板、印刷板などを製造する場
合、下地基板に対して、たとえばエッチングや拡散など
により選択的な加工が施される。この際、下地基板の被
加工部分を選択的に保護する目的で、紫外線、X線、電
子線などの活性光線に感光する組成物、いわゆる感光性
レジスト被膜を下地基板上に形成する。次に、紫外線、
X線の場合、マスクを用いて、あるいは電子線の場合は
直接描画によって下地基板の上にレジストパターンを形
成する。このレジストにはポジ型とネガ型があり、前者
は露光部が現像液に溶解するが、未露光部が溶解しない
タイプであり、後者は逆のタイプである。現在、半導体
集積回路素子の製造にはポジ型レジストの方が多く用い
られ、しかもそれはベース樹脂であるアルカリ可溶性樹
脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物とから構
成されるものが主流である。
【0003】ところで、半導体集積回路素子の高集積化
は驚異的な勢いで進んでおり、DRAM(Dynami
c Random Access Memory)を例
にとると現在では16MビットDRAMが量産レベル
に、64MビットDRAMが試作開発レベルにある。こ
のような集積化の向上に伴い、最小パターン寸法は16
MビットDRAMでは0.5μmであり、64Mビット
DRAMでは0.35μmが予想されている。現在、1
6MビットDRAMの量産、64MビットDRAMの試
作開発にはi線ステッパが用いられるのが主流であり、
レジストにはノボラック−キノンジアジド系レジストが
用いられている。しかし、64MビットDRAMの量産
やそれ以降のデバイス開発に対してさらに高い解像性が
必要とされる。
は驚異的な勢いで進んでおり、DRAM(Dynami
c Random Access Memory)を例
にとると現在では16MビットDRAMが量産レベル
に、64MビットDRAMが試作開発レベルにある。こ
のような集積化の向上に伴い、最小パターン寸法は16
MビットDRAMでは0.5μmであり、64Mビット
DRAMでは0.35μmが予想されている。現在、1
6MビットDRAMの量産、64MビットDRAMの試
作開発にはi線ステッパが用いられるのが主流であり、
レジストにはノボラック−キノンジアジド系レジストが
用いられている。しかし、64MビットDRAMの量産
やそれ以降のデバイス開発に対してさらに高い解像性が
必要とされる。
【0004】そこで、解像力、プロセスマージンを向上
させる方法として、2層構造のレジスト層を用いるPC
M(Portable Comformable Ma
sking)法が提案されている。
させる方法として、2層構造のレジスト層を用いるPC
M(Portable Comformable Ma
sking)法が提案されている。
【0005】以下、この方法の基本的な工程フローを図
3を参照しながら解説する。まず、図3の(a)に示す
ように、基板1上にPMMA(ポリメチルメタクリレー
ト)からなる第1のレジスト層7を形成し、その上にノ
ボラック系材料からなるポジ型の第2のレジスト層8を
形成する。
3を参照しながら解説する。まず、図3の(a)に示す
ように、基板1上にPMMA(ポリメチルメタクリレー
ト)からなる第1のレジスト層7を形成し、その上にノ
ボラック系材料からなるポジ型の第2のレジスト層8を
形成する。
【0006】次に、図3の(b)に示すように、一般に
露光に使用される紫外線9をフォトマスク10で被覆さ
れた第2のレジスト層8に照射して露光を行なう。この
とき第2のレジスト8は紫外線9に反応して照射部が露
光されるが、PMMAからなる第1のレジスト層7は紫
外線に反応しないので露光されない。
露光に使用される紫外線9をフォトマスク10で被覆さ
れた第2のレジスト層8に照射して露光を行なう。この
とき第2のレジスト8は紫外線9に反応して照射部が露
光されるが、PMMAからなる第1のレジスト層7は紫
外線に反応しないので露光されない。
【0007】次に、図3の(c)に示すように、第2の
レジスト層8だけを現像し、フォトマスク10で被覆さ
れた部分だけが残留する。
レジスト層8だけを現像し、フォトマスク10で被覆さ
れた部分だけが残留する。
【0008】次に、図3の(d)に示すように、基板全
面を短波長紫外線11により照射する。第2のレジスト
層8は短波長紫外線11を通さないため、第1のレジス
ト層7のフォトマスクとして機能する。一方、第1のレ
ジスト層7のPMMAは短波長紫外線11に反応してポ
ジ型レジストの性質を示すため、露出部だけが短波長紫
外線11により露光される。
面を短波長紫外線11により照射する。第2のレジスト
層8は短波長紫外線11を通さないため、第1のレジス
ト層7のフォトマスクとして機能する。一方、第1のレ
ジスト層7のPMMAは短波長紫外線11に反応してポ
ジ型レジストの性質を示すため、露出部だけが短波長紫
外線11により露光される。
【0009】最後に、図3の(e)に示すように、適当
な溶媒たとえばクロルベンゼン等を用いて現像すること
により、第2のレジスト層8を残したまま第1のレジス
ト層7だけを現像することができ、高精度なレジストパ
ターンを基板1上に形成することができる。
な溶媒たとえばクロルベンゼン等を用いて現像すること
により、第2のレジスト層8を残したまま第1のレジス
ト層7だけを現像することができ、高精度なレジストパ
ターンを基板1上に形成することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のパターン形成方法では、下層のレジスト層に短波
長紫外線に反応するレジスト層を用いなければならなか
った。このような特性を有するレジスト層はPMMAし
かなく、PMMA以外に所定の特性を有するレジスト層
を用いることができないという問題点があった。
従来のパターン形成方法では、下層のレジスト層に短波
長紫外線に反応するレジスト層を用いなければならなか
った。このような特性を有するレジスト層はPMMAし
かなく、PMMA以外に所定の特性を有するレジスト層
を用いることができないという問題点があった。
【0011】本発明の目的は、所定の特性を有するレジ
スト層を用いた2層構造のレジストパターンを形成する
ことができるパターン形成方法を提供することである。
スト層を用いた2層構造のレジストパターンを形成する
ことができるパターン形成方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法は、基板上に所定の特性を有する第1のレジスト層を
形成する工程と、第1のレジスト層の上に露光により露
光部の光透過率が低下する第2のレジスト層を形成する
工程と、第1および第2のレジスト層を露光して所定の
パターンを転写する工程とを含んでいる。
法は、基板上に所定の特性を有する第1のレジスト層を
形成する工程と、第1のレジスト層の上に露光により露
光部の光透過率が低下する第2のレジスト層を形成する
工程と、第1および第2のレジスト層を露光して所定の
パターンを転写する工程とを含んでいる。
【0013】
【作用】本発明のパターン形成方法においては、上層に
露光により露光部の光透過率が低下する第2のレジスト
層を形成しているので、露光後、第2のレジスト層の露
光部の光透過率が低下し、現像により露光部以外を除去
することにより、第2のレジスト層を第1のレジスト層
のフォトマスクとして使用することができる。したがっ
て、第1のレジスト層は一般的な露光反応を示すもので
あれば、所定の特性を有するレジスト層を使用すること
ができる。
露光により露光部の光透過率が低下する第2のレジスト
層を形成しているので、露光後、第2のレジスト層の露
光部の光透過率が低下し、現像により露光部以外を除去
することにより、第2のレジスト層を第1のレジスト層
のフォトマスクとして使用することができる。したがっ
て、第1のレジスト層は一般的な露光反応を示すもので
あれば、所定の特性を有するレジスト層を使用すること
ができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例であるパターン形成
方法について図1の工程フローを参照しながら説明す
る。
方法について図1の工程フローを参照しながら説明す
る。
【0015】まず、図1の(a)に示すように、基板1
上に第1のレジスト層2を約1〜2μmの膜厚で塗布す
る。第1のレジスト層2は所定の特性たとえばドライエ
ッチング耐性が高いポジ型レジストでナフトキノンジア
ジド基を含む感光剤とノボラック樹脂とから構成される
ものである。その後、80〜100℃で約70秒間プリ
ベークを行なう。次に第1のレジスト層2の上に第2の
レジスト層3を約0.8μmの膜厚で塗布する。第1の
レジスト層3はネガ型レジストでビスアジド化合物とノ
ボラック樹脂から構成されるものである。その後、約8
0℃で約70秒間のプリベークを行なう。以上の工程に
より、基板1上に第1のレジスト層2および第2のレジ
スト層3が形成される。
上に第1のレジスト層2を約1〜2μmの膜厚で塗布す
る。第1のレジスト層2は所定の特性たとえばドライエ
ッチング耐性が高いポジ型レジストでナフトキノンジア
ジド基を含む感光剤とノボラック樹脂とから構成される
ものである。その後、80〜100℃で約70秒間プリ
ベークを行なう。次に第1のレジスト層2の上に第2の
レジスト層3を約0.8μmの膜厚で塗布する。第1の
レジスト層3はネガ型レジストでビスアジド化合物とノ
ボラック樹脂から構成されるものである。その後、約8
0℃で約70秒間のプリベークを行なう。以上の工程に
より、基板1上に第1のレジスト層2および第2のレジ
スト層3が形成される。
【0016】次に、図1の(b)に示すように、所望の
パターンを描いたフォトマスク5を介してステッパによ
りi線4を照射して露光する。その後、約80℃で約7
0秒間のベークを行なう。このとき、第2のレジスト層
3は露光により光透過率が低下する。この現象を以下に
説明すると、第2のレジスト層3はアジド基(−N3)
を含むアジド化合物とベース樹脂(たとえばノボラック
樹脂)から構成されているため、以下の反応を示す。
パターンを描いたフォトマスク5を介してステッパによ
りi線4を照射して露光する。その後、約80℃で約7
0秒間のベークを行なう。このとき、第2のレジスト層
3は露光により光透過率が低下する。この現象を以下に
説明すると、第2のレジスト層3はアジド基(−N3)
を含むアジド化合物とベース樹脂(たとえばノボラック
樹脂)から構成されているため、以下の反応を示す。
【0017】
【化1】
【0018】上記の反応により、露光によりナイトレン
ラジカルがベース樹脂と架橋反応を起こして光透過率が
低下する。露光の前後での光の波長に対する光透過率の
変化を図2に示す。図2より波長365nmのi線4に
対する光透過率は83.5%から39.5%まで低下し
ていることがわかる。この結果、第2のレジスト層3を
第1のレジスト層2のフォトマスクとして使用すること
が可能となり、第1のレジスト層2は一般的な露光反応
を示すものであれば、所定の特性を有するレジスト層を
任意に選択して使用することが可能となる。
ラジカルがベース樹脂と架橋反応を起こして光透過率が
低下する。露光の前後での光の波長に対する光透過率の
変化を図2に示す。図2より波長365nmのi線4に
対する光透過率は83.5%から39.5%まで低下し
ていることがわかる。この結果、第2のレジスト層3を
第1のレジスト層2のフォトマスクとして使用すること
が可能となり、第1のレジスト層2は一般的な露光反応
を示すものであれば、所定の特性を有するレジスト層を
任意に選択して使用することが可能となる。
【0019】次に、図1の(c)に示すように、約2.
38%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液等のアルカリ性現像液で現像すると、第2のレジ
スト層3の露光されていない部分だけが除去され、第2
のレジスト層3の露光部と第1のレジスト層2はそのま
ま残った状態となる。
38%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液等のアルカリ性現像液で現像すると、第2のレジ
スト層3の露光されていない部分だけが除去され、第2
のレジスト層3の露光部と第1のレジスト層2はそのま
ま残った状態となる。
【0020】次に、図1の(d)に示すように、基板全
面にステッパによりi線6を150〜200mJ/cm
2 の強度で露光する。このとき、第2のレジスト層3は
光透過率が低下しているため、i線6を通さず、第2の
レジスト層3がフォトマスクとして機能し、第1のレジ
スト層2の露出した部分だけが露光される。
面にステッパによりi線6を150〜200mJ/cm
2 の強度で露光する。このとき、第2のレジスト層3は
光透過率が低下しているため、i線6を通さず、第2の
レジスト層3がフォトマスクとして機能し、第1のレジ
スト層2の露出した部分だけが露光される。
【0021】最後に図1の(e)に示すように、110
〜120℃の温度で約90秒間のベークを行なった後、
約2.38%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液等のアルカリ性現像液で現像する。このと
き、第1のレジスト層2の露光された部分だけがアルカ
リ性現像液と反応して除去され、最終的に高精度なレジ
ストパターンを形成することができる。
〜120℃の温度で約90秒間のベークを行なった後、
約2.38%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液等のアルカリ性現像液で現像する。このと
き、第1のレジスト層2の露光された部分だけがアルカ
リ性現像液と反応して除去され、最終的に高精度なレジ
ストパターンを形成することができる。
【0022】上記のパターン形成方法に用いた第1のレ
ジスト層2は、特性として高いドライエッチング耐性を
有しているので、この後、ドライエッチングを行なって
も高精度なレジストパターンのままドライエッチングを
行なうことができ、高精度なドライエッチングを行なう
ことができる。
ジスト層2は、特性として高いドライエッチング耐性を
有しているので、この後、ドライエッチングを行なって
も高精度なレジストパターンのままドライエッチングを
行なうことができ、高精度なドライエッチングを行なう
ことができる。
【0023】上記実施例では、第1のレジスト層2に一
般のポジ型レジストを用いたが、短波長紫外線用ポジ型
レジストを用い、第2のレジスト層3をパターニングし
た後、エキシマ光や短波長紫外線により全面露光するこ
とにより、第1のレジスト層2の光透過率がさらに低下
してフォトマスクとしての遮光機能を向上させることが
できる。また、第2のレジスト層3を電子線直接描画に
よりパターニングしても同様の効果を得ることができ
る。
般のポジ型レジストを用いたが、短波長紫外線用ポジ型
レジストを用い、第2のレジスト層3をパターニングし
た後、エキシマ光や短波長紫外線により全面露光するこ
とにより、第1のレジスト層2の光透過率がさらに低下
してフォトマスクとしての遮光機能を向上させることが
できる。また、第2のレジスト層3を電子線直接描画に
よりパターニングしても同様の効果を得ることができ
る。
【0024】また上記実施例では、第2のレジスト層2
をi線4を用いて露光したが、KrFエキシマ光を用い
て露光すれば、i線4より短波長であるため、さらに高
解像力を得ることができるとともに、第1のレジスト層
2の光透過率がさらに低下してフォトマスクとしての遮
光機能を向上させることができる。
をi線4を用いて露光したが、KrFエキシマ光を用い
て露光すれば、i線4より短波長であるため、さらに高
解像力を得ることができるとともに、第1のレジスト層
2の光透過率がさらに低下してフォトマスクとしての遮
光機能を向上させることができる。
【0025】また、フォトマスク5としてレベンソン型
の位相シフトマスクを用いることにより、さらに微細な
レジストパターンを得ることができる。
の位相シフトマスクを用いることにより、さらに微細な
レジストパターンを得ることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明のパターン形成方法においては、
露光により第2のレジスト層の露光部は光透過率が低下
して第2のレジスト層を第1のレジスト層のフォトマス
クとして使用することができるので、第1のレジスト層
は一般的な露光反応を示すレジスト層であればよく、特
に限定されるものではない。したがって、所定の特性を
有するレジスト層を用いた2層構造のレジストパターン
を形成することが可能となる。
露光により第2のレジスト層の露光部は光透過率が低下
して第2のレジスト層を第1のレジスト層のフォトマス
クとして使用することができるので、第1のレジスト層
は一般的な露光反応を示すレジスト層であればよく、特
に限定されるものではない。したがって、所定の特性を
有するレジスト層を用いた2層構造のレジストパターン
を形成することが可能となる。
【図1】本発明の一実施例のパターン形成方法の工程フ
ロー図である。
ロー図である。
【図2】第2のレジスト層の露光前後での光透過率を示
す図である。
す図である。
【図3】従来のパターン形成方法の工程フロー図であ
る。
る。
1 基板 2 第1のレジスト層 3 第2のレジスト層
Claims (3)
- 【請求項1】 基板上に所定の特性を有する第1のレジ
スト層を形成する工程と、 前記第1のレジスト層の上に露光により露光部の光透過
率が低下する第2のレジスト層を形成する工程と、 前記第1および第2のレジスト層を露光して所定のパタ
ーンを転写する工程とを含むパターン形成方法。 - 【請求項2】 前記第1のレジスト層は高いドライエッ
チング耐性を有するレジスト層を含む請求項1記載のパ
ターン形成方法。 - 【請求項3】 前記第2のレジスト層はアジド系ネガ型
レジスト層を含む請求項1記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31346792A JPH06163397A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31346792A JPH06163397A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | パターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06163397A true JPH06163397A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18041660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31346792A Withdrawn JPH06163397A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06163397A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100574999B1 (ko) * | 2004-12-06 | 2006-04-28 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자의 패턴 형성방법 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP31346792A patent/JPH06163397A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100574999B1 (ko) * | 2004-12-06 | 2006-04-28 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자의 패턴 형성방법 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |