JPS63289933A - Pattern formation - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
多層レジスト膜を使用してなすパターン形成方法の改良
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] This is an improvement of a pattern forming method using a multilayer resist film.
下層レジスト膜をなすネガ型レジスト膜に加熱しながら
エネルギー線を照射してこれを不溶化し、その上に上層
レジスト膜を形成し、これらをもって構成される多層レ
ジスト膜を使用してなすパターン形成方法である。A pattern forming method in which a negative resist film forming a lower resist film is heated and irradiated with energy rays to insolubilize it, an upper resist film is formed on top of the negative resist film, and a multilayer resist film composed of these is used to form a pattern. It is.
本発明はパターン形成方法の改良に関する。特に、多層
レジスト膜の改良に関する。The present invention relates to improvements in pattern forming methods. In particular, it relates to improvements in multilayer resist films.
アルミニウム銅合金等エツチングされにくい材料のフォ
トリソグラフィー法や微細パターンのフォトリソグラフ
ィー法に多層レジスト膜が使用されることは知られてい
る。It is known that multilayer resist films are used in photolithography of materials that are difficult to etch, such as aluminum-copper alloys, and in photolithography of fine patterns.
多層レジスト膜の基本的な考え方は、耐エツチング性と
解像度とを、それぞれ、下層と上層とに別個に分担させ
、総合的に難エツチング性の材料を高解像度をもってパ
ターニングしうるようにすることである。換言すれば、
下層レジスト膜には極力耐エツチング性の大きなレジ、
）ト膜を使用し＋１７ｊ−７
て、＠於的被エツチング材（例えばアルミニウム銅合金
等）のエンチング中は下層レジスト膜が当初のパターン
を維持しうるようにし、一方、上層（または中間層）レ
ジスト膜には、１耐エツチング性は下層の解像蒔に十分
パターンを維持できる程度であるが■さを薄くでき解像
度を向上しうるレジスト膜を使用しである。The basic idea behind a multilayer resist film is to divide etching resistance and resolution into the lower layer and upper layer, respectively, and to make it possible to comprehensively pattern etching-resistant materials with high resolution. be. In other words,
The lower resist film has a resist with the highest possible etching resistance.
) is used to allow the lower resist film to maintain its original pattern during etching of the material to be etched (e.g., aluminum-copper alloy, etc.), while the upper (or intermediate) resist film is The resist film used has etching resistance that is sufficient to maintain the pattern for the resolution of the underlying layer, but it is necessary to use a resist film that can be made thinner and improve the resolution.
従来、多層レジスト膜の下層レジスト膜には、ノボラッ
ク系樹脂例えば東京応化製０ＦＰＲ−８００が使用され
ている。これは２００℃程度でプリベークすれば上層レ
ジストの現像剤に対して不溶性となり、厚さを十分大き
くすれば、下層レジストとしては好適である。上層レジ
スト膜には、二酸化シリコン膜と７ポラツク系レジスト
膜との二重層を使用しており、この二重層は、下層をな
す不溶化されたノボラック系レジストの現像液に対して
十分な耐性があり、しかも、厚さが薄くでき、下層を現
像する際十分な解像度が得られる。Conventionally, a novolac resin such as 0FPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Chemical Co., Ltd. has been used for the lower resist film of a multilayer resist film. If this is prebaked at about 200° C., it becomes insoluble in the developer of the upper resist, and if the thickness is made sufficiently large, it is suitable as a lower resist. The upper resist film uses a double layer of a silicon dioxide film and a 7-porak resist film, and this double layer has sufficient resistance to the developer of the insolubilized novolac resist that forms the lower layer. Moreover, the thickness can be reduced and sufficient resolution can be obtained when developing the lower layer.
〔発明が解決しようとする問題点〕
たり、ノボラック系樹脂は、四塩化炭素等塩素系のエッ
チャントに対する抵抗力が小さいので、下層レジスト膜
の厚さを薄くできず、４ルｍ程度の厚さを必要とし、そ
のため、下層レジスト膜の現像時間が長く、下層レジス
ト膜のパターン精度が必ずしも満足すべきものではない
、さらに、このような型の高７スペクト比になると、パ
ターンの倒壊や微細パターン部分でのエツチング不均一
性が生ずるという欠点もある。[Problems to be solved by the invention] Also, novolak resin has low resistance to chlorine-based etchants such as carbon tetrachloride, so the thickness of the lower resist film cannot be reduced, and the thickness is about 4 μm. Therefore, the development time of the lower resist film is long, and the pattern accuracy of the lower resist film is not necessarily satisfactory.Furthermore, when the aspect ratio of this type of mold is high, the pattern collapses and fine pattern parts Another disadvantage is that etching non-uniformity occurs.
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
多層レジスト膜を使用してなすパターン形成方法におい
て、下層レジスト膜の厚さを十分薄くすることができて
、解像度を向上することができ、パターンの倒壊や微細
パターン部分でのエツチング不均一性が生ずることがな
いようにする改良を提供することにある。The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks,
In a pattern forming method using a multilayer resist film, the thickness of the lower resist film can be made sufficiently thin to improve resolution and prevent pattern collapse and etching non-uniformity in fine pattern parts. The objective is to provide improvements that will prevent this from occurring.
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、低
温をもってプリベークしたネガ型レジスト膜（３）を加
熱しながらエネルギー線を照射してこれを不溶性の下層
レジスト膜（３１）に変換し、この下層レジスト膜（３
１）上に少なくとも１層の上層レジスト膜（５）を形成
し、これらのレジスト膜よりなる多層レジスト膜（３１
）、（５）を使用して露光中現像することとしたことに
ある。The means taken by the present invention to achieve the above object is to irradiate energy rays while heating the negative resist film (3) prebaked at a low temperature to convert it into an insoluble lower resist film (31). , this lower resist film (3
1) At least one upper resist film (5) is formed on the upper resist film (5), and a multilayer resist film (31) made of these resist films is formed.
) and (5) for development during exposure.
本発明は、本来、耐エツチング性の大きいネガレジスト
を下層レジスト膜用に使用することとし、ネガレジスト
の欠点である相溶性（上層レジストの現像時に下層レジ
ストも溶解する性質）を排除したものであり、下層レジ
スト膜の厚さを従来の繕以下にすることができ、解像度
を向上する効果が顕著である。In the present invention, a negative resist with high etching resistance is originally used for the lower resist film, and the disadvantage of negative resist, compatibility (the property that the lower resist also dissolves when the upper resist is developed), is eliminated. Therefore, the thickness of the lower resist film can be reduced to less than that of the conventional method, and the effect of improving resolution is remarkable.
や＼詳細に述べると、ネガレジストは一般にドライエツ
チングに対する耐エツチング性が高く、下層レジストと
しては好適である。ところが、相溶性を有し、上層レジ
ストの現像時に下層レジストも溶解してしまうという性
質があり、従来、使用されていない。More specifically, negative resists generally have high etching resistance against dry etching and are suitable as lower layer resists. However, it has not been used conventionally because it has compatibility and the lower resist layer also dissolves during development of the upper resist layer.
本発明の発明者は、第２ａ図、第２ｂ図に示すように、
ネガレジストに低温プリベークした後、光・荷電粒子・
Ｘ線等のエネルギー線を照射すると、ネガレジストが各
種溶剤に不溶性になることを発見した。しかし、このよ
うにして形成したネガレジストの膜表面は荒れており、
更に検討を加えたところ、エネルギー線を照射する際に
レジストを加熱しながら照射することにより良質の膜が
得られもことを発見した。第２ａ図、第２ｂ図は、東京
応化型ネガレジス）ＯＭＲ−８３を ２．０牌■厚に塗
布した後、プリベークして、露光強度１．０ｍＷｃｍ−
”で１０秒間露光した後、それぞれ、メチルイソブチル
ケトンとキシレンとの中に、１分づつ浸した場合の溶解
量とプリベーク温度との関係を示す０図より明らかなよ
うに、 １５０℃以下の低温でプリベークした場合、顕
著に不溶化することを示す、しかし、このようにして得
られた膜表面は荒れており、これは露光する際に８０℃
以上に加熱しながら照射することにより良質な膜が得ら
れた。そのため、これをもって下層レジスト膜を構成し
た場合、厚さを２ルｍ以下と従来（し１）の局以下にす
ることができ、この下層レジスト膜を現像する際のパタ
ーン精度が向上する。なお、エネルギー線を照射して、
不溶化してもドライエツチングに対する耐エツチング性
は変化しない。The inventor of the present invention, as shown in FIGS. 2a and 2b,
After low-temperature prebaking on negative resist, light, charged particles,
We discovered that negative resists become insoluble in various solvents when irradiated with energy rays such as X-rays. However, the surface of the negative resist film formed in this way is rough;
After further investigation, they discovered that a high-quality film could be obtained by heating the resist while irradiating it with energy rays. Figures 2a and 2b show Tokyo Ohka type negative resist (OMR-83) applied to a thickness of 2.0 tiles, prebaked, and exposed at an exposure intensity of 1.0 mWcm-.
As is clear from Figure 0, which shows the relationship between the amount dissolved and the pre-bake temperature when exposed for 10 seconds in methyl isobutyl ketone and xylene and then immersed in methyl isobutyl ketone and xylene for 1 minute each, the temperature is below 150℃. However, the surface of the film obtained in this way was rough, and this was due to
A high quality film was obtained by irradiating while heating as described above. Therefore, when a lower resist film is constructed using this, the thickness can be reduced to 2 μm or less, which is less than that of the conventional method (1), and pattern accuracy when developing this lower resist film is improved. In addition, by irradiating energy rays,
Even when insolubilized, the etching resistance against dry etching does not change.
以下、図面を参照しつ＼、本発明の実施例に係るパター
ン形成方法についてさらに説明する。Hereinafter, a pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be further described with reference to the drawings.
１上ｊ
第３図参照
基板１上に、アルミニウム銅膜２を１弘膳厚に形成し、
東京応化製ネガレジス）ＯＭＲ−８３を２ル慣厚に塗布
し、ネガレジスト膜３を形成する。1. Refer to FIG. 3. On the substrate 1, an aluminum-copper film 2 is formed to a thickness of 1 mm,
Negative resist film 3 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) OMR-83 is applied to a standard thickness of 2 ml to form negative resist film 3.
第１ａ図参照
１３０°Ｃをもって２０分間プリベークした後、ｓ ｏ
’ｃに加熱しながら照射強度１０Ｗｃｍ−２の紫外光
をもって１０秒間照射して、不溶性の下層レジスト膜３
１に変換する。After pre-baking at 130°C for 20 minutes (see Figure 1a),
The insoluble lower resist film 3 is irradiated with ultraviolet light with an irradiation intensity of 10 Wcm-2 for 10 seconds while heating to 'c'.
Convert to 1.
第４図参照
東京応化製層間膜ＯＣＤを ０．２ルエ厚に塗布し、
２００°Ｃをもって２０分間ベータして中間層膜４を形
成する。Refer to Fig. 4. Apply interlayer film OCD manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. to a thickness of 0.2 lue.
The intermediate layer film 4 is formed by heating at 200° C. for 20 minutes.
つづいて、東京応化製層間膜−、り系樹脂０ＦＰＲ−８
００を０．５ルｌ厚に塗布し、９０℃をもって２０分間
ベークして上層レジスト膜５を形成する。Next, interlayer film manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., RI-based resin 0FPR-8
00 is applied to a thickness of 0.5 μl and baked at 90° C. for 20 minutes to form the upper resist film 5.
フォトマスク６を介して、波長４０Ｏｎ＋＋＋の紫外光
を１０秒間照射する。Via the photomask 6, ultraviolet light with a wavelength of 40 On+++ is irradiated for 10 seconds.
第５図参照
上層レジスト用現像液ＮＭＤ−３に３分間浸漬した後水
洗して上層レジスト膜５を現像する。Referring to FIG. 5, the upper resist film 5 is developed by immersing it in upper resist developer NMD-3 for 3 minutes and then washing with water.
第６図参照
上層レジスト膜５をマスクとし、四フッ化メタンを使用
するプラズマエツチングをなして、中間層膜４をパター
ニングする。Referring to FIG. 6, the intermediate layer film 4 is patterned by plasma etching using tetrafluoromethane using the upper resist film 5 as a mask.
第７図参照
中間層膜４をマスクとして、酸素プラズマエツチングを
なして、下層レジストＩ］Ｕ３１をパターニングする。Referring to FIG. 7, using the intermediate layer film 4 as a mask, oxygen plasma etching is performed to pattern the lower resist I]U31.
第８図参照
多層レジスト膜５・４−３１をマスクとし、四塩化炭素
を使用する反応性イオンエツチングをなしてアルミニウ
ム銅膜２をパターニングする。Using the multilayer resist films 5 and 4-31 as a mask (see FIG. 8), the aluminum-copper film 2 is patterned by reactive ion etching using carbon tetrachloride.
剃ヱｊ
第１例の場合と同様にして、下層レジスト膜３１を形成
する。Shaving The lower resist film 31 is formed in the same manner as in the first example.
第９図参照
富士通研究所製シリル化ポリメチルシルセスキオキサン
レジスト ＰＭＳＳｔｏ、２ｐ■厚に塗布し、上層レジ
スト膜７を形成する。Refer to FIG. 9. Silylated polymethylsilsesquioxane resist PMSSto manufactured by Fujitsu Laboratories is applied to a thickness of 2p to form an upper resist film 7.
２０ＫＶのエネルギーをもッテ５ Ｘ １Ｏ＝ｃ ｃｍ
−２ｃ７）露光量、電子線露光をなす。The energy of 20KV is 5 x 1O=c cm
-2c7) Exposure amount, electron beam exposure.
第１０図参照
メチルイソブチルケトンに１分間浸漬し、リンスイソプ
ロピルアルコールに３０秒浸漬して上層レジスト１ｌＱ
７を現像する。Refer to Figure 10.Immerse in methyl isobutyl ketone for 1 minute, then rinse with isopropyl alcohol for 30 seconds.
Develop 7.
第１１図参照
上層レジスト膜７をマスクとして酸素プラズマエツチン
グをなして下層レジストＩＩＱ ３１をパターニングす
る。Referring to FIG. 11, the lower resist IIQ 31 is patterned by oxygen plasma etching using the upper resist film 7 as a mask.
第１２図参照
多層レジスト膜７−３１をマスクとし、四塩化炭素を使
用する反応性イオンエツチングをなしてアルミニウム銅
膜２をパターニングする。Using the multilayer resist film 7-31 as a mask (see FIG. 12), the aluminum-copper film 2 is patterned by reactive ion etching using carbon tetrachloride.
１主１
第１３図参照
基板ｌ上にアルミニウム銅膜２を１ル鵬厚に形成し、東
京応化製ネガレジス）ＯＤＵＲ−１２０を２μｌ厚に塗
布し、ネガレジスト膜８を形成する。1 Main 1 Refer to FIG. 13 An aluminum-copper film 2 is formed on a substrate 1 to a thickness of 1 μl, and a negative resist film 8 made by Tokyo Ohka Co., Ltd. (Negative Resist) ODUR-120 is applied to a thickness of 2 μl to form a negative resist film 8.
第１ｂ図参照
８５°Ｃを２０分間プリベークした後、８０℃の加熱を
しながら ５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプをもって５秒間
照射して不溶化し、該レジスト膜８を不溶性の下層レジ
スト膜８１に変換する。After prebaking at 85° C. for 20 minutes (see FIG. 1b), the resist film 8 is insolubilized by irradiating it with a 500 W Xe-Hg lamp for 5 seconds while heating at 80° C., thereby converting the resist film 8 into an insoluble lower resist film 81. .
第１４図参照
冨上通研究所製シリル化ポリメチルシルセスキオキサン
レジス） ＰＭＳＳを０．２沖層厚に塗布し、上層レ
ジスト膜９を形成する。Refer to FIG. 14. PMSS (silylated polymethylsilsesquioxane resist manufactured by Tomikami Dori Institute) is applied to a thickness of 0.2 mm to form an upper resist film 9.
２０Ｋ Ｖのエネルギーをもって５Ｘ１０−６ｃｃ１１
−２の露光量、電子線露光をなす。5X10-6cc11 with an energy of 20K V
-2 exposure amount, electron beam exposure.
第１５図参照
メチルイソブチルケトンに１分間浸漬し、リンスイソプ
ロピルアルコールに３０秒浸漬して上層レジスト膜９を
現像する。Refer to FIG. 15, the upper resist film 9 is developed by immersing it in methyl isobutyl ketone for 1 minute and rinsing isopropyl alcohol for 30 seconds.
第１８図参照
上層レジスト膜９をマスクとして酸素プラズマエツチン
グをなして下層レジスト膜８１をパターニングする。Referring to FIG. 18, the lower resist film 81 is patterned by oxygen plasma etching using the upper resist film 9 as a mask.
第１７図参照
多層レジストＩＩ！２９・８１をマスクとし、四塩化炭
素を使用する反応性イオンエツチングをなしてアルミニ
ウム銅膜２をパターニングする。See Figure 17 Multilayer resist II! Using 29 and 81 as masks, the aluminum-copper film 2 is patterned by reactive ion etching using carbon tetrachloride.
以上説明せるとおり、本発明に係るパターン形成方法に
おいては、下層レジスト膜として、低温ブリベータの後
加熱しながらエネルギー照射されて不溶化されているネ
ガレジスト膜を使用することとされているので、下層レ
ジスト膜の厚さを薄くすることができ、耐エツチング性
が大きいというネガレジストの利点に加えて、下層レジ
ス）１１９のｔｔ（さが寄与して、解像度が向上し、パ
ターンの倒壊や微細パターン部分でのエツチング不均一
性が生ずることがない。As explained above, in the pattern forming method according to the present invention, a negative resist film that has been insolubilized by being irradiated with energy while being heated after low-temperature blivata is used as the lower resist film. In addition to the advantages of negative resists, such as the ability to reduce the film thickness and high etching resistance, the tt (tt) of the lower layer resist (119) contributes to improved resolution, preventing pattern collapse and fine pattern areas. Etching non-uniformity does not occur.
第１ａ図、第１ｂ図は、本発明の要旨に係る工程の説明
図である。
第２ａ図、第２ｂ図は、本発明の作用説明図である。
第３〜８図は、本発明の第１の実施例に係るパターン形
成方法の主要工程完了後の断面図である。
第９〜１２図は、本発明の第２の実施例に係るパターン
形成方法の主要工程完了後の断面図である。
第１３〜１７図は、本発明の第３の実施例に係るパター
ン形成方法の主要工程完了後の断面図である。
１・・・）ふ板、
２・争・アルミニウム銅膜、
３．８・・・ネガレジスト膜、
３１．８１・争・不溶化された下層レジスト膜、４・―
・中間層膜、
５．７．９・・・上層レジスト膜、
６１１ｓ１１フオトマスク。
プリベー７多ＦＬＬ（’ｃン
咋用鑓咽図
第２Ｑ図
プリベーク温／ｉ（’ｃ）
性用説明図
第２ｂ図
工程図
第３図
本発ａｔ’ｙ
第１Ｇ図
工程図
第４図
第５図
第６図
第７図
第 ８ 図
第９図
第１０図
き１１図
工程図
第１２図
工程図
第１３図
本発明
第１ｂ図
工程２
第１４図
工程図
第１５図
第１６図
第１７図FIG. 1a and FIG. 1b are explanatory diagrams of steps related to the gist of the present invention. FIGS. 2a and 2b are explanatory diagrams of the operation of the present invention. 3 to 8 are cross-sectional views after completing the main steps of the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention. 9 to 12 are cross-sectional views after completion of the main steps of the pattern forming method according to the second embodiment of the present invention. 13 to 17 are cross-sectional views after completion of the main steps of the pattern forming method according to the third embodiment of the present invention. 1...) Cover plate, 2. Aluminum copper film, 3.8... Negative resist film, 31.81. Insolubilized lower resist film, 4.
- Intermediate layer film, 5.7.9... Upper resist film, 611s11 photomask. Pre-bake 7 multi-FLL ('c Figure 2Q Pre-bake temperature/i ('c) Figure 2B Process diagram Figure 3 Main release at'y Figure 1G Process diagram Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Process diagram Figure 12 Process diagram Figure 13 Present invention Figure 1b Process 2 Figure 14 Process diagram Figure 15 Figure 16 Figure 17 figure
Claims (1)
てプリベークしてネガ型レジスト膜（３）を形成し、 該ネガ型レジスト膜（３）を６０℃以上に加熱しながら
エネルギー線を照射してこれを不溶化して下層レジスト
膜（３１）に変換し、 該下層レジスト膜（３１）上に少なくとも１層の上層レ
ジスト膜（５）を形成し、 これらのレジスト膜よりなる多層レジスト膜（３１）、
（５）を使用して露光・現像することを特徴とするパタ
ーン形成方法。[Claims] A negative resist film (3) is formed by coating a negative resist on a substrate (1) and prebaking at a low temperature, and then heating the negative resist film (3) to a temperature of 60° C. or higher. while irradiating it with energy rays to insolubilize it and convert it into a lower resist film (31), form at least one upper resist film (5) on the lower resist film (31), and from these resist films a multilayer resist film (31),
A pattern forming method characterized by exposing and developing using (5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12513787A JPS63289933A (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Pattern formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12513787A JPS63289933A (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Pattern formation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289933A true JPS63289933A (en) | 1988-11-28 |
Family
ID=14902777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12513787A Pending JPS63289933A (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Pattern formation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63289933A (en) |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP12513787A patent/JPS63289933A/en active Pending
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