JPH0245325B2 - - Google Patents
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- JPH0245325B2 JPH0245325B2 JP61041246A JP4124686A JPH0245325B2 JP H0245325 B2 JPH0245325 B2 JP H0245325B2 JP 61041246 A JP61041246 A JP 61041246A JP 4124686 A JP4124686 A JP 4124686A JP H0245325 B2 JPH0245325 B2 JP H0245325B2
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- Japan
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- resist
- pattern
- film
- soluble
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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
本発明は半導体集積回路の製造等において、特
にフオトリソグラフイのパターン形成における、
マスクパターンを通過した余分な光による悪影響
を防止し、段差上でのパターン精度を向上し、か
つ解像度を高めるための、放射線感応性樹脂と水
溶性有機膜の積層構造を使用するパターン形成に
関するものである。
にフオトリソグラフイのパターン形成における、
マスクパターンを通過した余分な光による悪影響
を防止し、段差上でのパターン精度を向上し、か
つ解像度を高めるための、放射線感応性樹脂と水
溶性有機膜の積層構造を使用するパターン形成に
関するものである。
従来例の構成とその問題点
集積回路の高集積化、高密度化は従来のリソグ
ラフイ技術の進歩により増大してきた。その最小
線幅も1μｍ前後となつてきており、この加工線
幅を達成するには、高開口レンズを有した縮小投
影法により紫外線露光する方法、基板上に直接描
画する電子ビーム露光法、Ｘ線を用いたプロキシ
ミテイ露光法があげられる。しかし、いずれの方
法もスループツトを犠牲にすることなく良好な線
幅制御と高解像度及び良好な段差部のカバレジを
同時に得ることは困難である。特に実際の集積回
路上においては必然的に凹凸が発生し、放射線感
応性樹脂（以後、レジストと略）を塗布した後で
は、凹凸部におけるレジストの膜厚差が発生し、
良好な線幅制御が不可能となる。
ラフイ技術の進歩により増大してきた。その最小
線幅も1μｍ前後となつてきており、この加工線
幅を達成するには、高開口レンズを有した縮小投
影法により紫外線露光する方法、基板上に直接描
画する電子ビーム露光法、Ｘ線を用いたプロキシ
ミテイ露光法があげられる。しかし、いずれの方
法もスループツトを犠牲にすることなく良好な線
幅制御と高解像度及び良好な段差部のカバレジを
同時に得ることは困難である。特に実際の集積回
路上においては必然的に凹凸が発生し、放射線感
応性樹脂（以後、レジストと略）を塗布した後で
は、凹凸部におけるレジストの膜厚差が発生し、
良好な線幅制御が不可能となる。
このことを第１図を用いて説明する。第１図は
従来法により単層レジスト膜を段差部へ塗布し、
その段差部に対して交叉してパターニングを行な
つた状態を示したものである。第１図Ａは半導体
基板等の基板１上にSiO2膜２等の段差物パター
ン２ａが形成されておりその上にレジスト３が塗
布された状態の断面図である。この場合、段差物
パターン２ａがない平坦な膜上のレジスト３の膜
厚をtR1の厚さに塗布した時、段差物パターン２
ａ上のレジスト３の膜厚は、レジスト自身の粘性
と塗布時の回転数により膜厚tR2に決定される。
この時tR1＝tR2にすること、つまり凹凸部でのレ
ジスト膜の膜厚差を皆無にすることは物理的に不
可能である。このようにtR1〓tR2の膜厚において
レジストパターンを形成した場合の平面図を第１
図Ｂに示す。
従来法により単層レジスト膜を段差部へ塗布し、
その段差部に対して交叉してパターニングを行な
つた状態を示したものである。第１図Ａは半導体
基板等の基板１上にSiO2膜２等の段差物パター
ン２ａが形成されておりその上にレジスト３が塗
布された状態の断面図である。この場合、段差物
パターン２ａがない平坦な膜上のレジスト３の膜
厚をtR1の厚さに塗布した時、段差物パターン２
ａ上のレジスト３の膜厚は、レジスト自身の粘性
と塗布時の回転数により膜厚tR2に決定される。
この時tR1＝tR2にすること、つまり凹凸部でのレ
ジスト膜の膜厚差を皆無にすることは物理的に不
可能である。このようにtR1〓tR2の膜厚において
レジストパターンを形成した場合の平面図を第１
図Ｂに示す。
これは、段差物パターン２ａに対して直角に交
叉して形成されたレジストパターン３の膜厚tR1
の位置でパターン幅がl1と決定されると、膜厚tR2
の位置ではtR1＞tR2という関係があるためパター
ン幅はl2でかつl1＞l2となり段差部における寸法
変換差が発生してしまう。つまり、非常に微細パ
ターンになると良好な線幅制御が得られず、更に
段差物２ａのエツジ部２ｂで実質上、平坦部の膜
厚tR1より厚くなるため解像度が低下する。一般
に解像度はレジストの膜厚が薄くなればなるほど
向上する。これは、放射線自身の波長によつて微
細間隙になると干渉、回析現像のため入射するエ
ネルギーが減衰してしまうためである。つまり段
差物上のレジスト膜厚差を少なくするために、た
だ単にレジストを厚く塗布し見掛け上のレジスト
膜厚差を軽減しようとしても解像度が低下するた
めにパターン形成上好ましくない。
叉して形成されたレジストパターン３の膜厚tR1
の位置でパターン幅がl1と決定されると、膜厚tR2
の位置ではtR1＞tR2という関係があるためパター
ン幅はl2でかつl1＞l2となり段差部における寸法
変換差が発生してしまう。つまり、非常に微細パ
ターンになると良好な線幅制御が得られず、更に
段差物２ａのエツジ部２ｂで実質上、平坦部の膜
厚tR1より厚くなるため解像度が低下する。一般
に解像度はレジストの膜厚が薄くなればなるほど
向上する。これは、放射線自身の波長によつて微
細間隙になると干渉、回析現像のため入射するエ
ネルギーが減衰してしまうためである。つまり段
差物上のレジスト膜厚差を少なくするために、た
だ単にレジストを厚く塗布し見掛け上のレジスト
膜厚差を軽減しようとしても解像度が低下するた
めにパターン形成上好ましくない。
更に反射の影響について第２図を用いて説明す
る。
る。
第２図Ａは基板１上の凸部状段差２に金属膜４
例えばAl膜が全面に蒸着され、更に上部に感光
性樹脂（以後、レジスト）３が塗布された状態に
マスク５のクロム６を介して紫外線を照射した場
合の断面図である。この時の紫外線（以後、UV
光）の入射状態を拡大した図が第２図Ｂである。
入射するUV光７のうち平坦部３ａへ入射する
UV光７ａの反射光７ｂは正確に180°の角度で反
射するが、Al膜４の段差部の位置へ入射するUV
光７ｃはAl膜４の側面から反射して反射光７ｄ
となり、この反射光７ｄは未露光部のレジスト領
域３ｂに侵入してレジストパターン形成用の光と
しては余分な光であり、実質現像後のレジスト断
面３ｃはマスク５のクロム部６の幅よりも狭くな
りパターン精度が劣化する。また段差間とレジス
トパターン端部との距離によつてはレジストパタ
ーンが消滅し、パターン断線が発生する。
例えばAl膜が全面に蒸着され、更に上部に感光
性樹脂（以後、レジスト）３が塗布された状態に
マスク５のクロム６を介して紫外線を照射した場
合の断面図である。この時の紫外線（以後、UV
光）の入射状態を拡大した図が第２図Ｂである。
入射するUV光７のうち平坦部３ａへ入射する
UV光７ａの反射光７ｂは正確に180°の角度で反
射するが、Al膜４の段差部の位置へ入射するUV
光７ｃはAl膜４の側面から反射して反射光７ｄ
となり、この反射光７ｄは未露光部のレジスト領
域３ｂに侵入してレジストパターン形成用の光と
しては余分な光であり、実質現像後のレジスト断
面３ｃはマスク５のクロム部６の幅よりも狭くな
りパターン精度が劣化する。また段差間とレジス
トパターン端部との距離によつてはレジストパタ
ーンが消滅し、パターン断線が発生する。
以上述べたように、基板上の段差等により、フ
オトマスクパターンを通過した余分な光の回り込
みが発生し、パターン精度が低下し微細化に対し
大きな障害であつた。特に光強度の高い縮小投影
露光法においては、前記余分な光による解像度、
パターン精度の低下がはなはだしく、例えば段差
を有するAl上の配線パターン形成において2μｍ
以下のパターン寸法は必らず断線する現象があ
る。
オトマスクパターンを通過した余分な光の回り込
みが発生し、パターン精度が低下し微細化に対し
大きな障害であつた。特に光強度の高い縮小投影
露光法においては、前記余分な光による解像度、
パターン精度の低下がはなはだしく、例えば段差
を有するAl上の配線パターン形成において2μｍ
以下のパターン寸法は必らず断線する現象があ
る。
発明の目的
本発明は、微細パターン形成に適したレジスト
を損うことなく、かつ工程を複雑化することなく
容易に微細パターン形成を行うもので、特にフオ
トリソグラフイにおけるフオトマスクパターンを
通過した余分な光の影響による解像度の低下とパ
ターン精度の低下を防ぐのに好適で安定なパター
ン形成有機膜とこれを用いたパターン形成方法を
提供することを目的とするものである。
を損うことなく、かつ工程を複雑化することなく
容易に微細パターン形成を行うもので、特にフオ
トリソグラフイにおけるフオトマスクパターンを
通過した余分な光の影響による解像度の低下とパ
ターン精度の低下を防ぐのに好適で安定なパター
ン形成有機膜とこれを用いたパターン形成方法を
提供することを目的とするものである。
発明の構成
本発明は、段差を有する基板上に、水溶性有機
物と500nｍ以下の光を吸収する物質と架橋剤と
水を含む温室で可溶な水溶性反射防止用有機膜を
塗布形成し、熱処理を行う工程と、前記水溶性反
射防止膜上に有機溶媒系のポジ型放射線感応性樹
脂を塗布形成する工程と、選択的に前記光を露光
する工程と、前記選択的に露光した放射線感光性
樹脂と前記露光した放射線感応性樹脂直下の前記
水溶性反射防止用有機膜を現像除去する工程とを
含むパターン形成方法において、前記水溶性有機
物の主成分としてプルランを用いてなるものであ
る。
物と500nｍ以下の光を吸収する物質と架橋剤と
水を含む温室で可溶な水溶性反射防止用有機膜を
塗布形成し、熱処理を行う工程と、前記水溶性反
射防止膜上に有機溶媒系のポジ型放射線感応性樹
脂を塗布形成する工程と、選択的に前記光を露光
する工程と、前記選択的に露光した放射線感光性
樹脂と前記露光した放射線感応性樹脂直下の前記
水溶性反射防止用有機膜を現像除去する工程とを
含むパターン形成方法において、前記水溶性有機
物の主成分としてプルランを用いてなるものであ
る。
先に述べた水溶性有機膜は、水溶性有機物例え
ば多糖体であるプルランを主成分として含み
500nｍ以下の光（紫外線）を吸収する物質例え
ば酸性又は塩基性染料を含むもので、水などへの
溶解速度を調整するための架橋剤例えばジアルデ
ヒドデンプン、重クロム酸塩、ジアジド化合物、
アジド化合物、アルデヒド化合物などと、水等を
含んでもよい。
ば多糖体であるプルランを主成分として含み
500nｍ以下の光（紫外線）を吸収する物質例え
ば酸性又は塩基性染料を含むもので、水などへの
溶解速度を調整するための架橋剤例えばジアルデ
ヒドデンプン、重クロム酸塩、ジアジド化合物、
アジド化合物、アルデヒド化合物などと、水等を
含んでもよい。
実施例の説明
まず、本発明の中で特に冷水に易溶性で多糖類
であるプルランを主成分とする水溶性有機膜につ
いて説明する。プルランの構造は、次のように示
される。
であるプルランを主成分とする水溶性有機膜につ
いて説明する。プルランの構造は、次のように示
される。
このプルランはグルコース単位を中心とするデ
ンプン、セルロースなどの多糖類と分子構造が異
なつている。そして更にその性質も異なる。例え
ば、デンプン、セルロースは冷水に溶けにくいの
に対し、プルランは冷水に易溶であり、その水溶
液は水溶性高分子の水溶液の中で同一の濃度、同
一の分子量においては、粘度の低いものの１つで
ある。またプルラン水溶液は長時間安定であつ
て、ゲル化あるいは老化現象は認められない。更
にその膜は有機溶媒に対してまつたく溶解しない
性質も有する。つまり半導体製造におけるリソグ
ラフイー技術に使用する有機溶媒系の放射線感応
性樹脂（以後、レジスト）と重ねて塗布しやすい
性質を有している。
ンプン、セルロースなどの多糖類と分子構造が異
なつている。そして更にその性質も異なる。例え
ば、デンプン、セルロースは冷水に溶けにくいの
に対し、プルランは冷水に易溶であり、その水溶
液は水溶性高分子の水溶液の中で同一の濃度、同
一の分子量においては、粘度の低いものの１つで
ある。またプルラン水溶液は長時間安定であつ
て、ゲル化あるいは老化現象は認められない。更
にその膜は有機溶媒に対してまつたく溶解しない
性質も有する。つまり半導体製造におけるリソグ
ラフイー技術に使用する有機溶媒系の放射線感応
性樹脂（以後、レジスト）と重ねて塗布しやすい
性質を有している。
更に放射線例えば紫外線を吸収する材料として
染料等を前記プルラン水溶液に溶解させる。この
時、染料は酸性染料であるが、プルラン水溶液は
PHにまつたく影響されず安定した水溶液である。
染料等を前記プルラン水溶液に溶解させる。この
時、染料は酸性染料であるが、プルラン水溶液は
PHにまつたく影響されず安定した水溶液である。
そして、レジストのパターン形成の現像工程に
おける現像液（アルカリ水溶液）、リンス液（水）
に対してプルラン膜の溶解速度をコントロールす
るため、架橋剤としてたとえばジアルデヒドデン
プンを少量混合してもよい。レジスト現像後レジ
ストが除去された部分のプルラン膜もレジストの
現像工程で用いる現像液、リンス液にて溶解除去
されるが、このときプルラン膜の除去が速く進み
すぎると、残存したレジストパターン下のプルラ
ン膜のサイドエツチが大きくなる。これを除くた
めに架橋剤を適当に加え塗布後熱処理を行つてプ
ルラン膜の溶解速度を適当に低下させる。ジアル
デヒドはデンプンを過沃素酸により酸化して、デ
ンプンの構成単位をジアルデヒドに換えたもので
ある。このジアルデヒドデンプンは前記のプルラ
ンと反応しアセタール結合を作り水に対し難溶性
を示す。
おける現像液（アルカリ水溶液）、リンス液（水）
に対してプルラン膜の溶解速度をコントロールす
るため、架橋剤としてたとえばジアルデヒドデン
プンを少量混合してもよい。レジスト現像後レジ
ストが除去された部分のプルラン膜もレジストの
現像工程で用いる現像液、リンス液にて溶解除去
されるが、このときプルラン膜の除去が速く進み
すぎると、残存したレジストパターン下のプルラ
ン膜のサイドエツチが大きくなる。これを除くた
めに架橋剤を適当に加え塗布後熱処理を行つてプ
ルラン膜の溶解速度を適当に低下させる。ジアル
デヒドはデンプンを過沃素酸により酸化して、デ
ンプンの構成単位をジアルデヒドに換えたもので
ある。このジアルデヒドデンプンは前記のプルラ
ンと反応しアセタール結合を作り水に対し難溶性
を示す。
同様に、水に対する難溶性を出すため、感光性
やエステル化、エーテル化させるため、重クロム
酸塩、ジアジド化合物、アジド化合物（感光性）、
アルデヒド化合物などと反応させるのもよい。
やエステル化、エーテル化させるため、重クロム
酸塩、ジアジド化合物、アジド化合物（感光性）、
アルデヒド化合物などと反応させるのもよい。
以下、詳細な実施例を説明する。
まず、本発明に用いる光吸収用の膜としての水
溶性有機膜の一例の合成方法とその性質について
述べる。
溶性有機膜の一例の合成方法とその性質について
述べる。
ビーカに純水（脱イオン水）を100c.c.を入れ温
度を室温のまま、重金属を充分とつた平均分子量
20万のプルランを撹拌しながら添加してゆき、20
ｇ溶解させる。一方、温度80℃の温水100c.c.に酸
性染料（500nｍ以下の紫外領域を吸収する染料）
2.5ｇを撹拌しながら溶解していく。次にプルラ
ン水溶液と染料水溶液を混合して染料入りプルラ
ン水溶液を作製した。次にジアルデヒドデンプン
水溶液（10％）数c.c.を染料入りプルラン水溶液に
混合させた。この状態では、ゲル化はみられず長
期間おいても品質はまつたく変化がみられない。
この溶液を石英ガラス板上にスピンナーを用いて
3000rpmで回転塗布したところ、均一な5000Åの
膜厚が得られ、紫外透過特性も波長500nｍ以下
で、50％以下の透過を示し半導体製造における紫
外線露光に対しポジレジスト露光時の余分な光を
充分に吸収する効果があつた。更にこの水溶性有
機膜を塗布した後この有機膜上に有機溶媒系のポ
ジレジストの塗布を行つたところ溶解もなく、き
わめて容易にこのレジストを積層することが可能
であつた。この水溶性有機膜のレジスト現像に用
いる液での溶解速度は架橋剤なしの時よりも10倍
程度遅くなり、露光後のレジストの現像液に対す
る溶解速度よりも遅くなり、レジスト現像後の水
溶性有機膜のサイドエツチを小さくすることがで
きる。
度を室温のまま、重金属を充分とつた平均分子量
20万のプルランを撹拌しながら添加してゆき、20
ｇ溶解させる。一方、温度80℃の温水100c.c.に酸
性染料（500nｍ以下の紫外領域を吸収する染料）
2.5ｇを撹拌しながら溶解していく。次にプルラ
ン水溶液と染料水溶液を混合して染料入りプルラ
ン水溶液を作製した。次にジアルデヒドデンプン
水溶液（10％）数c.c.を染料入りプルラン水溶液に
混合させた。この状態では、ゲル化はみられず長
期間おいても品質はまつたく変化がみられない。
この溶液を石英ガラス板上にスピンナーを用いて
3000rpmで回転塗布したところ、均一な5000Åの
膜厚が得られ、紫外透過特性も波長500nｍ以下
で、50％以下の透過を示し半導体製造における紫
外線露光に対しポジレジスト露光時の余分な光を
充分に吸収する効果があつた。更にこの水溶性有
機膜を塗布した後この有機膜上に有機溶媒系のポ
ジレジストの塗布を行つたところ溶解もなく、き
わめて容易にこのレジストを積層することが可能
であつた。この水溶性有機膜のレジスト現像に用
いる液での溶解速度は架橋剤なしの時よりも10倍
程度遅くなり、露光後のレジストの現像液に対す
る溶解速度よりも遅くなり、レジスト現像後の水
溶性有機膜のサイドエツチを小さくすることがで
きる。
前述したプルランは、他の多糖類とは分子構造
が異なり、冷水に易溶である。そしてその水溶液
は粘度の低いものの１つで分子量制御も容易であ
つて、前記のように長期間安定であり溶解性も制
御しやすく、その膜は有機溶媒に対してまつたく
溶解せず、耐熱性および紫外線に対する透明性も
高い。
が異なり、冷水に易溶である。そしてその水溶液
は粘度の低いものの１つで分子量制御も容易であ
つて、前記のように長期間安定であり溶解性も制
御しやすく、その膜は有機溶媒に対してまつたく
溶解せず、耐熱性および紫外線に対する透明性も
高い。
なお、プルラン、染料、架橋剤の量は、塗布す
る膜厚、紫外線吸収量、水への溶解速度によつて
任意に選択することが可能である。また、水への
溶解性の制御には、プルラン自身をエーテル、エ
ステル化することも考えられる。
る膜厚、紫外線吸収量、水への溶解速度によつて
任意に選択することが可能である。また、水への
溶解性の制御には、プルラン自身をエーテル、エ
ステル化することも考えられる。
この水溶性有機膜を使用したパターン形成方法
の実施例を第３図を用いて説明する。
の実施例を第３図を用いて説明する。
従来例の説明に使用した第２図と同様に半導体
基板１上に絶縁物等の段差２が形成し、反射率の
高い金属膜例えば配線となるAl膜４を蒸着する。
そして前述の水溶性有機膜８を塗布する〔第３図
Ａ〕。この時の水溶性有機膜の膜厚はこの後で露
光する際に施こすエネルギー量によつて適当に設
定されるものであるが、本実施例においては2000
Åに塗布形成し薄い膜とした。
基板１上に絶縁物等の段差２が形成し、反射率の
高い金属膜例えば配線となるAl膜４を蒸着する。
そして前述の水溶性有機膜８を塗布する〔第３図
Ａ〕。この時の水溶性有機膜の膜厚はこの後で露
光する際に施こすエネルギー量によつて適当に設
定されるものであるが、本実施例においては2000
Åに塗布形成し薄い膜とした。
続いて、ポジ型UVレジスト３〔たとえばＳ−
1400（シツプレー社製）、OFPR−800（東京応化
製）等〕を水溶性有機膜８上に塗布する。この
際、ポジ型UVレジスト３と水溶性有機膜８とは
互いに溶解することなく均一に塗布することが可
能であつた〔第３図Ｂ〕。この積層塗布に際し、
何ら余分な工程が必要でなく、積層塗布工程は容
易に行うことができる。このことは、通常の半導
体集積回路工程の変更の必要がなく、プロセス上
すぐれた利点である。
1400（シツプレー社製）、OFPR−800（東京応化
製）等〕を水溶性有機膜８上に塗布する。この
際、ポジ型UVレジスト３と水溶性有機膜８とは
互いに溶解することなく均一に塗布することが可
能であつた〔第３図Ｂ〕。この積層塗布に際し、
何ら余分な工程が必要でなく、積層塗布工程は容
易に行うことができる。このことは、通常の半導
体集積回路工程の変更の必要がなく、プロセス上
すぐれた利点である。
そして、フオトマスク５のクロムパターン６を
介して縮小投影露光法によつて436nｍの紫外線
７を150ｍＪ／cm2のエネルギーで露光する。この
時、段差側面や表面からの反射光すなわちマスク
パターンの遮光部分に入り込む余分な光は水溶性
有機膜８中の紫外線吸収剤により吸収されるた
め、クロムパターン６通りの未露光領域３ｅの潜
像が形成される〔第３図Ｃ〕。
介して縮小投影露光法によつて436nｍの紫外線
７を150ｍＪ／cm2のエネルギーで露光する。この
時、段差側面や表面からの反射光すなわちマスク
パターンの遮光部分に入り込む余分な光は水溶性
有機膜８中の紫外線吸収剤により吸収されるた
め、クロムパターン６通りの未露光領域３ｅの潜
像が形成される〔第３図Ｃ〕。
次にアルカリ現像液およびリンス液を用いた現
像工程によつてポジ型UVレジスト３の露光部分
を現像除去する。この現像工程で露光部分直下の
水溶性反射防止用有機膜も除去され、パターン３
ｆ，８ａを得た〔第３図Ｄ〕。
像工程によつてポジ型UVレジスト３の露光部分
を現像除去する。この現像工程で露光部分直下の
水溶性反射防止用有機膜も除去され、パターン３
ｆ，８ａを得た〔第３図Ｄ〕。
なお、有機膜８の現像液、リンス液での溶解速
度は、前述したように架橋剤の添加量によつて自
在にコントロール可能で上層のレジストの膜厚に
よつて設定される。また架橋剤の架橋反応の促進
のため、有機膜８の塗布後熱処理を加えるのが望
ましい。
度は、前述したように架橋剤の添加量によつて自
在にコントロール可能で上層のレジストの膜厚に
よつて設定される。また架橋剤の架橋反応の促進
のため、有機膜８の塗布後熱処理を加えるのが望
ましい。
第３図Ｄののち、パターン３ｆ，８ａをマスク
としてAl膜４を選択除去して電極配線を形成す
る。
としてAl膜４を選択除去して電極配線を形成す
る。
次に第２の実施例を第４図を用いて説明する。
第１の実施例の場合には水溶性有機膜８を露光エ
ネルギのうちの反射光を防ぐ最小の膜厚にしたた
め下地基板１の段差２の形状は変化せず、ポジ型
UVレジスト３は段差付近で膜厚の変動が発生
し、最終的にパターン精度が劣化する。これを防
ぐために、第２の実施例では水溶性有機膜８を厚
く塗布し平坦に形成する〔第４図Ａ〕。この後、
ポジ型UVレジスト３〔たとえばＳ−1400（シツ
プレー社製）、OFPR−800（東京応化製）等〕は
平坦に塗布されるためにレジスト膜厚の変動がま
つたく無くなる。そして露光現像、リンス工程を
加えれば、(B)のごとくパターン精度が高く、高ア
スペクト比パターン３ｆ，８ａが得られた。この
時、水溶性有機膜８は架橋剤であるジアルデヒド
デンプン水溶液を染料入りプルラン水溶液に対し
５重量パーセント加えた水溶液の塗布により形成
し、さらに100℃、90秒程度の低温の熱処理を施
した。こうして架橋剤を最適に添加した有機膜８
の現像用の液に対する溶解速度は適切となり、膜
厚によらず最適の溶解が可能となる。したがつ
て、残された有機膜８のパターン８ａはレジスト
パターン３ｆが忠実に転写された良好な形状を得
ることができる。
第１の実施例の場合には水溶性有機膜８を露光エ
ネルギのうちの反射光を防ぐ最小の膜厚にしたた
め下地基板１の段差２の形状は変化せず、ポジ型
UVレジスト３は段差付近で膜厚の変動が発生
し、最終的にパターン精度が劣化する。これを防
ぐために、第２の実施例では水溶性有機膜８を厚
く塗布し平坦に形成する〔第４図Ａ〕。この後、
ポジ型UVレジスト３〔たとえばＳ−1400（シツ
プレー社製）、OFPR−800（東京応化製）等〕は
平坦に塗布されるためにレジスト膜厚の変動がま
つたく無くなる。そして露光現像、リンス工程を
加えれば、(B)のごとくパターン精度が高く、高ア
スペクト比パターン３ｆ，８ａが得られた。この
時、水溶性有機膜８は架橋剤であるジアルデヒド
デンプン水溶液を染料入りプルラン水溶液に対し
５重量パーセント加えた水溶液の塗布により形成
し、さらに100℃、90秒程度の低温の熱処理を施
した。こうして架橋剤を最適に添加した有機膜８
の現像用の液に対する溶解速度は適切となり、膜
厚によらず最適の溶解が可能となる。したがつ
て、残された有機膜８のパターン８ａはレジスト
パターン３ｆが忠実に転写された良好な形状を得
ることができる。
具体的に本発明による実験データを第５図に示
す。横軸は第１図における段差エツジからマスク
パターンの遮光部分であるクロームのパターンエ
ツジまでの距離Ｓを示し、縦軸はパターン形成後
のレジストパターンを示し、マスクパターンを転
写したものである。これによると、従来例の曲線
１１に示されるものはＳ（段差からの距離）が１
〜2μｍの距離でレジストパターンが下地Alから
の反射によつて、レジストパターンが断線あるい
は、断線傾向となる。例えばＳが0.5μｍの時は、
レジストパターンが0.5μｍとパターン細りが生じ
ていた。一方、曲線１０に示す本発明のものは、
Ｓの距離に関係なく、レジストパターンに変動な
く1μｍパターンが形成可能であつた。
す。横軸は第１図における段差エツジからマスク
パターンの遮光部分であるクロームのパターンエ
ツジまでの距離Ｓを示し、縦軸はパターン形成後
のレジストパターンを示し、マスクパターンを転
写したものである。これによると、従来例の曲線
１１に示されるものはＳ（段差からの距離）が１
〜2μｍの距離でレジストパターンが下地Alから
の反射によつて、レジストパターンが断線あるい
は、断線傾向となる。例えばＳが0.5μｍの時は、
レジストパターンが0.5μｍとパターン細りが生じ
ていた。一方、曲線１０に示す本発明のものは、
Ｓの距離に関係なく、レジストパターンに変動な
く1μｍパターンが形成可能であつた。
なお、以上の実施例ではレジストとしてポジ型
のものを説明したが、ネガレジストを用いた場合
でも本発明を適用できることは当然である。
のものを説明したが、ネガレジストを用いた場合
でも本発明を適用できることは当然である。
発明の効果
本発明は、段差を有する基板上に、プルランを
主成分とする水溶液に、500nｍ以下の光を吸収
する物質および架橋剤を混合した水溶性反射防止
用有機膜を塗布形成し、さらにこの上に有機溶媒
系のポジ型放射線感応性樹脂（ポジ型レジスト）
を塗布形成し、熱処理を加えた後、前記光を選択
露光してレジストと有機膜のパターンを形成する
もので、マスクパターンに忠実で高精度なレジス
トパターンを形成することが可能となる。さらに
本発明によれば、有機溶剤可溶性のレジストを用
いる場合水溶性有機膜とは互いに溶解が起らない
ため、積層塗布は容易であり、かつ通常のレジス
トに適用される現像リンス工程にて選択的にパタ
ーン形成が行え、現像工程の変更なく容易に微細
レジストパターンが得られる。また、プルランを
含む水溶性有機膜を用いると、冷水に溶けやす
く、安定な品質で、塗布も容易であり、半導体フ
オトリソ工程に極めて有効となり、本発明は微細
な半導体装置の製造にすぐれた工業的価値を発揮
するものである。
主成分とする水溶液に、500nｍ以下の光を吸収
する物質および架橋剤を混合した水溶性反射防止
用有機膜を塗布形成し、さらにこの上に有機溶媒
系のポジ型放射線感応性樹脂（ポジ型レジスト）
を塗布形成し、熱処理を加えた後、前記光を選択
露光してレジストと有機膜のパターンを形成する
もので、マスクパターンに忠実で高精度なレジス
トパターンを形成することが可能となる。さらに
本発明によれば、有機溶剤可溶性のレジストを用
いる場合水溶性有機膜とは互いに溶解が起らない
ため、積層塗布は容易であり、かつ通常のレジス
トに適用される現像リンス工程にて選択的にパタ
ーン形成が行え、現像工程の変更なく容易に微細
レジストパターンが得られる。また、プルランを
含む水溶性有機膜を用いると、冷水に溶けやす
く、安定な品質で、塗布も容易であり、半導体フ
オトリソ工程に極めて有効となり、本発明は微細
な半導体装置の製造にすぐれた工業的価値を発揮
するものである。
第１図Ａ，Ｂは従来の工程によるパターン形成
後の断面図および平面図、第２図Ａ，Ｂは従来の
レジストパターン形成工程断面図、第３図Ａ〜Ｄ
は本発明の第１の実施例のパターン形成工程断面
図、第４図Ａ，Ｂは本発明の第２の実施例のパタ
ーン形成工程断面図、第５図は本発明と従来例と
の比較データを示す図である。 １……基板、２……段差、３……レジスト、８
……水溶性有機膜。
後の断面図および平面図、第２図Ａ，Ｂは従来の
レジストパターン形成工程断面図、第３図Ａ〜Ｄ
は本発明の第１の実施例のパターン形成工程断面
図、第４図Ａ，Ｂは本発明の第２の実施例のパタ
ーン形成工程断面図、第５図は本発明と従来例と
の比較データを示す図である。 １……基板、２……段差、３……レジスト、８
……水溶性有機膜。
Claims (1)
- １ 段差を有する基板上に、水溶性有機物と
500nｍ以下の光を吸収する物質と架橋剤と水を
含む室温で可溶な水溶性反射防止用有機膜を塗布
形成し、前記有機膜に熱処理を行う工程と、前記
水溶性反射防止膜上に有機溶媒系のポジ型放射型
感応性樹脂を塗布形成する工程と、選択的に前記
光を露光する工程と、前記選択的に露光した放射
線感応性樹脂と前記露光した放射線感光性樹脂直
下の前記水溶性反射防止用有機膜を現像除去する
工程とを含むパターン形成方法において、前記水
溶性有機物の主成分としてプルランを用いてなる
ことを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61041246A JPS61179440A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61041246A JPS61179440A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | パターン形成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078868A Division JPS60223121A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61179440A JPS61179440A (ja) | 1986-08-12 |
| JPH0245325B2 true JPH0245325B2 (ja) | 1990-10-09 |
Family
ID=12603080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61041246A Granted JPS61179440A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61179440A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335238A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マスクパターン検証方法 |
| JP2009105218A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5955019A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 微細パタ−ン形成方法 |
| JPS59168637A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Nec Corp | 微細パタ−ンの形成方法 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61041246A patent/JPS61179440A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61179440A (ja) | 1986-08-12 |
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