JPH04372114A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH04372114A JPH04372114A JP17470391A JP17470391A JPH04372114A JP H04372114 A JPH04372114 A JP H04372114A JP 17470391 A JP17470391 A JP 17470391A JP 17470391 A JP17470391 A JP 17470391A JP H04372114 A JPH04372114 A JP H04372114A
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子製造に際して
のパターン形成方法に関するものである。
のパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の微細化に対する要求には著
しいものがあり、かかる微細化の達成のためのパターン
形成方法に関しいろいろな検討がなされている。従来広
く行われている２層パターン形成方法はその一つであり
、例えば文献、ジャーナル バキューム サイエン
ス テクノロジー；Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．Ｂ，Ｖｏｌ．１．Ｎｏ．４．Ｏｃｔ．Ｄｅｃ．１
９８３，「Ａ ｔｗｏ−ｌａｙｅｒ ｐｈｏｔｏｒｅｓ
ｉｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐａｔｔｅｒｎｉｎ
ｇ ｈｉｇｈ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｓｕｂｓｔ
ｒａｔｅｓ 」
しいものがあり、かかる微細化の達成のためのパターン
形成方法に関しいろいろな検討がなされている。従来広
く行われている２層パターン形成方法はその一つであり
、例えば文献、ジャーナル バキューム サイエン
ス テクノロジー；Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．Ｂ，Ｖｏｌ．１．Ｎｏ．４．Ｏｃｔ．Ｄｅｃ．１
９８３，「Ａ ｔｗｏ−ｌａｙｅｒ ｐｈｏｔｏｒｅｓ
ｉｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐａｔｔｅｒｎｉｎ
ｇ ｈｉｇｈ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｓｕｂｓｔ
ｒａｔｅｓ 」
【０００３】以下図２を用いてこの２層
パターン形成方法の概略を説明する。図２ａにおいて、
１０は基板で該基板１０上に回転塗布法によってポジ型
レジストであるポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭ
Ａ）の下層レジスト層１１を１．０μｍ厚に形成し、更
にその上に同様の方法で０．５μｍ厚のネガ型ホトレジ
スト（日立化成社、ＲＤ２０００Ｎ）による上層レジス
ト１２を形成する。
パターン形成方法の概略を説明する。図２ａにおいて、
１０は基板で該基板１０上に回転塗布法によってポジ型
レジストであるポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭ
Ａ）の下層レジスト層１１を１．０μｍ厚に形成し、更
にその上に同様の方法で０．５μｍ厚のネガ型ホトレジ
スト（日立化成社、ＲＤ２０００Ｎ）による上層レジス
ト１２を形成する。
【０００４】まず上層レジスト１２を、通常のホトリソ
手段により、光露光及び現像することにより、図２ｂに
示すように上層パターン１２′を形成する。その後、該
上層パターン１２′をマスクとして全面を一括光露光及
び現像することにより、下層レジスト１１に上層パター
ン１２′を転写し、図２ｃのように下層パターン１１′
を得る。上述の下層レジスト１１の一括露光にあたって
は、上層パターン１２′が遮蔽マスクとして良好に機能
するべく該上層レジスト１２′の光吸収が大きくなり、
かつ下層レジスト１１のＰＭＭＡを良好にパターニング
できる２２０ｎｍ近傍の短波長を用いる必要がある。
手段により、光露光及び現像することにより、図２ｂに
示すように上層パターン１２′を形成する。その後、該
上層パターン１２′をマスクとして全面を一括光露光及
び現像することにより、下層レジスト１１に上層パター
ン１２′を転写し、図２ｃのように下層パターン１１′
を得る。上述の下層レジスト１１の一括露光にあたって
は、上層パターン１２′が遮蔽マスクとして良好に機能
するべく該上層レジスト１２′の光吸収が大きくなり、
かつ下層レジスト１１のＰＭＭＡを良好にパターニング
できる２２０ｎｍ近傍の短波長を用いる必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な上層及び下層の２層レジストによるパターン形成方法
では次のような問題が避けられなかった。即ち、上述の
上層と下層との積層構成では、これら両層の間に混合層
（以下インターレイヤー層）の生成が避けられず、上層
の現像後においてもこのインターレイヤー層が除去され
ず、図３に示したように、上層パターン１２′のスペー
ス部の下側層上Ａに混合層が残留することになり、下層
１０へのパターン転写の際に、この混合層が一括露光光
（下層への露光光）を吸収してしまいその露光精度を低
下させ寸法精度が低下する。
な上層及び下層の２層レジストによるパターン形成方法
では次のような問題が避けられなかった。即ち、上述の
上層と下層との積層構成では、これら両層の間に混合層
（以下インターレイヤー層）の生成が避けられず、上層
の現像後においてもこのインターレイヤー層が除去され
ず、図３に示したように、上層パターン１２′のスペー
ス部の下側層上Ａに混合層が残留することになり、下層
１０へのパターン転写の際に、この混合層が一括露光光
（下層への露光光）を吸収してしまいその露光精度を低
下させ寸法精度が低下する。
【０００６】又、図４は下層現像後の状況を示したもの
であるが、同図に示すように、上記上層パターン１２′
のエッジ部から回折光が発生することになり、該上層パ
ターン１２′の下部の下層レジスト部Ｂまで露光されて
しまい、下層の露光及び現像後にこのＢ部が溶出してし
まうことによって下層パターン１１′の良好なプロファ
イル形成がむずかしくなる。
であるが、同図に示すように、上記上層パターン１２′
のエッジ部から回折光が発生することになり、該上層パ
ターン１２′の下部の下層レジスト部Ｂまで露光されて
しまい、下層の露光及び現像後にこのＢ部が溶出してし
まうことによって下層パターン１１′の良好なプロファ
イル形成がむずかしくなる。
【０００７】本発明は、以上述べた２層パターン形成方
法における上記インターレイヤー層の形成による下層へ
のパターン転写精度の低下、及び上層パターンエッジ部
からの回折光の悪影響による高精度な下層の転写露光が
困難であるという問題点を解決することを目的とする。
法における上記インターレイヤー層の形成による下層へ
のパターン転写精度の低下、及び上層パターンエッジ部
からの回折光の悪影響による高精度な下層の転写露光が
困難であるという問題点を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、微細パターン
形成方法において、基板上に、ポジレジストによる下層
、ネガレジストによる中間層及びポジレジストによる上
層からなる３層構造レジストをこの順に形成する工程と
、前記上層を露光及び現像によりパターニングする工程
と、得られた前記上層パターンをマスクとして中間層を
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行いパターニング
する工程と、次に一括露光及び現像により上層パターン
を下層に転写する工程とを含み、前記中間層として、上
記一括露光光に対して吸光係数が下層及び上層の中間に
あるＳｉ含有ネガ型レジストを用いたことを特徴とする
ものである。
形成方法において、基板上に、ポジレジストによる下層
、ネガレジストによる中間層及びポジレジストによる上
層からなる３層構造レジストをこの順に形成する工程と
、前記上層を露光及び現像によりパターニングする工程
と、得られた前記上層パターンをマスクとして中間層を
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行いパターニング
する工程と、次に一括露光及び現像により上層パターン
を下層に転写する工程とを含み、前記中間層として、上
記一括露光光に対して吸光係数が下層及び上層の中間に
あるＳｉ含有ネガ型レジストを用いたことを特徴とする
ものである。
【０００９】
【作用】本発明は、パターン形成にあたって上述の如き
諸工程を導入したので、上述した上層材と下層材の間に
中間層として用いられたＳｉ含有ネガ型レジストが、下
層レジストの一括露光において上層レジストパターンか
ら発生する回折光の悪影響を抑え、下層の一括露光を高
精度化させ、又具体的にＣＦ４ 系の反応ガスによって
上層を膜減りさせずに容易にパターン転写を可能とし、
更にこのパターン転写をＲＩＥを用いて行っていること
から問題となっていたインターレイヤー層を除去するこ
とが可能となり良好なパターンが形成できることになる
。
諸工程を導入したので、上述した上層材と下層材の間に
中間層として用いられたＳｉ含有ネガ型レジストが、下
層レジストの一括露光において上層レジストパターンか
ら発生する回折光の悪影響を抑え、下層の一括露光を高
精度化させ、又具体的にＣＦ４ 系の反応ガスによって
上層を膜減りさせずに容易にパターン転写を可能とし、
更にこのパターン転写をＲＩＥを用いて行っていること
から問題となっていたインターレイヤー層を除去するこ
とが可能となり良好なパターンが形成できることになる
。
【００１０】
【実施例】以下図１によりこの発明の一実施例を説明す
る。図１ａに示すように、まず下地基板１上に、下層２
としてポジ型レジスト、例えばポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）を回転塗布法により０．５μｍの厚さに
形成し１７０〜２００℃でベークを行う。次に該下層２
上に、中間層３としてＳｉ含有ネガ型レジスト、例えば
東ソー製ＳＮＲ−Ｍ２（商品名）、またはポリアリルシ
ルセスキオキサン（ＰＡＣＳ）を同様に回転塗布法によ
り０．１μｍ厚に薄く形成する。
る。図１ａに示すように、まず下地基板１上に、下層２
としてポジ型レジスト、例えばポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）を回転塗布法により０．５μｍの厚さに
形成し１７０〜２００℃でベークを行う。次に該下層２
上に、中間層３としてＳｉ含有ネガ型レジスト、例えば
東ソー製ＳＮＲ−Ｍ２（商品名）、またはポリアリルシ
ルセスキオキサン（ＰＡＣＳ）を同様に回転塗布法によ
り０．１μｍ厚に薄く形成する。
【００１１】次に該中間層３上に、上層４レジストとし
てポジ型レジスト、例えばノボラック系ホトレジストを
回転塗布法によって１μｍの厚さに形成する。次に図１
ｂのように、上層レジスト４を露光及び有機アルカリ現
像して上層パターン４′を得た後、更に図１ｃのように
、該上層パターン４′をマスクにしてＲＩＥによるパタ
ーニングを行い、中間層パターン３′を形成する。
てポジ型レジスト、例えばノボラック系ホトレジストを
回転塗布法によって１μｍの厚さに形成する。次に図１
ｂのように、上層レジスト４を露光及び有機アルカリ現
像して上層パターン４′を得た後、更に図１ｃのように
、該上層パターン４′をマスクにしてＲＩＥによるパタ
ーニングを行い、中間層パターン３′を形成する。
【００１２】この発明において、上述したＳｉ含有ネガ
型レジストである中間層３としては、下層２の一括露光
光に対してその吸光係数が下層２及び上層４の中間の値
、より具体的には、１０μｍ−１〜０．１μｍ−１の範
囲の値を有するネガ型レジストを用いる必要が有る。そ
の理由は、吸光係数が１０μｍ−１を超えるとこの中間
層から回折光が発生し下層に悪影響を与え、又吸光係数
が０．１μｍ−１未満では上層からの回折光を中間層で
吸収できないため下層が悪影響を受けるからである。上
記商品名のＳＮＲ−Ｍ２は２３０〜２５０ｎｍ近傍の波
長に対してその吸光係数が０．６μｍ−１程であり、該
波長域を一括露光に用いる場合に特に好適である。また
上記ＰＡＣＳは、１９０〜２３０ｎｍ近傍の波長に対し
てその吸光係数が０．６μｍ−１程であり、該波長域を
一括露光に用いる場合に好適である。
型レジストである中間層３としては、下層２の一括露光
光に対してその吸光係数が下層２及び上層４の中間の値
、より具体的には、１０μｍ−１〜０．１μｍ−１の範
囲の値を有するネガ型レジストを用いる必要が有る。そ
の理由は、吸光係数が１０μｍ−１を超えるとこの中間
層から回折光が発生し下層に悪影響を与え、又吸光係数
が０．１μｍ−１未満では上層からの回折光を中間層で
吸収できないため下層が悪影響を受けるからである。上
記商品名のＳＮＲ−Ｍ２は２３０〜２５０ｎｍ近傍の波
長に対してその吸光係数が０．６μｍ−１程であり、該
波長域を一括露光に用いる場合に特に好適である。また
上記ＰＡＣＳは、１９０〜２３０ｎｍ近傍の波長に対し
てその吸光係数が０．６μｍ−１程であり、該波長域を
一括露光に用いる場合に好適である。
【００１３】次に中間層３は、ＣＦ４ 系の反応ガスを
用い、ＲＩＥによるパターニングを行うが、膜厚が０．
１μｍと薄い為、パワー１００Ｗ、反応ガス流量３０Ｓ
ＣＣＭ、圧力１０ｍｔｏｒｒ 程度の条件で３０秒程処
理するだけで十分である。その後上層パターン４′及び
中間層パターン３′をマスクとして下層２ＰＭＭＡの一
括露光を行い、つづいて溶剤、例えばクロロベンゼンを
用いて下層２を現像することにより、図１ｄに示したよ
うに上層パターン４′のイメージを下層に転写してパタ
ーン２′を得る。
用い、ＲＩＥによるパターニングを行うが、膜厚が０．
１μｍと薄い為、パワー１００Ｗ、反応ガス流量３０Ｓ
ＣＣＭ、圧力１０ｍｔｏｒｒ 程度の条件で３０秒程処
理するだけで十分である。その後上層パターン４′及び
中間層パターン３′をマスクとして下層２ＰＭＭＡの一
括露光を行い、つづいて溶剤、例えばクロロベンゼンを
用いて下層２を現像することにより、図１ｄに示したよ
うに上層パターン４′のイメージを下層に転写してパタ
ーン２′を得る。
【００１４】上記実施例において、三層レジストの上層
４と下層２の間の中間層３としてネガ型レジストが用い
られていることは、下層２の一括露光において、上層４
のパターン４′から発生する回折光の悪影響を抑え、下
層の一括露光の精度を向上させるものである。又中間層
３としてのＳｉ含有ネガ型レジストは、ＣＦ４ 系の反
応ガスによって上層を膜減りさせずに容易にパターン転
写させ、更に下層の一括露光で該中間層が架橋し不溶化
することにより良好なパターンを形成することができる
。 更に上述のように、中間層のパターン転写がＲＩＥを用
いて行われていることから、このＲＩＥでインターレイ
ヤー層を除去することが可能となり良好なパターンが形
成できる。
４と下層２の間の中間層３としてネガ型レジストが用い
られていることは、下層２の一括露光において、上層４
のパターン４′から発生する回折光の悪影響を抑え、下
層の一括露光の精度を向上させるものである。又中間層
３としてのＳｉ含有ネガ型レジストは、ＣＦ４ 系の反
応ガスによって上層を膜減りさせずに容易にパターン転
写させ、更に下層の一括露光で該中間層が架橋し不溶化
することにより良好なパターンを形成することができる
。 更に上述のように、中間層のパターン転写がＲＩＥを用
いて行われていることから、このＲＩＥでインターレイ
ヤー層を除去することが可能となり良好なパターンが形
成できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上記の如く、微細パターン形成
方法において、ポジレジストによる下層、Ｓｉ含有ネガ
レジストによる中間層及びポジレジストによる上層から
なる３層構造レジストを形成し、上層を露光及び現像に
よりパターニングし、その後該上層パターンをマスクと
して中間層のＲＩＥパターニング、更にその後一括露光
及び現像して上層パターンを下層に転写するようにした
ものであり、従って上記回折光による悪影響を回避でき
、更にＣＦ４ による膜減り、及び従来のインターレイ
ヤー層による問題を解決し、前記従来技術の問題を解消
し得る効果を奏する。
方法において、ポジレジストによる下層、Ｓｉ含有ネガ
レジストによる中間層及びポジレジストによる上層から
なる３層構造レジストを形成し、上層を露光及び現像に
よりパターニングし、その後該上層パターンをマスクと
して中間層のＲＩＥパターニング、更にその後一括露光
及び現像して上層パターンを下層に転写するようにした
ものであり、従って上記回折光による悪影響を回避でき
、更にＣＦ４ による膜減り、及び従来のインターレイ
ヤー層による問題を解決し、前記従来技術の問題を解消
し得る効果を奏する。
【図１】本発明実施例の工程図。
【図２】従来例の工程図。
【図３】従来例の問題説明図。
【図４】従来例の問題説明図。
１ 基板
２ 下層
２′ 下層パターン
３ 中間層
３′ 中間層パターン
４ 上層
４′ 上層パターン
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、ポジレジストによる下層、
ネガレジストによる中間層及びポジレジストによる上層
からなる３層構造レジストをこの順に形成する工程と、
前記上層を露光及び現像によりパターニングする工程と
、得られた前記上層パターンをマスクとして中間層を反
応性イオンエッチングを行いパターニングする工程と、
次に一括露光及び現像により上層パターンを下層に転写
する工程とを含み、前記中間層として、上記一括露光光
に対して吸光係数が下層及び上層の中間にあるＳｉ含有
ネガ型レジストを用いた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 |
|---|---|---|---|
| JP17470391A JPH04372114A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17470391A JPH04372114A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372114A true JPH04372114A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15983189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17470391A Pending JPH04372114A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04372114A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743885B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition for intermediate layer of three-layer resist |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP17470391A patent/JPH04372114A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743885B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition for intermediate layer of three-layer resist |
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