JPH05275316A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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- JPH05275316A JPH05275316A JP4074050A JP7405092A JPH05275316A JP H05275316 A JPH05275316 A JP H05275316A JP 4074050 A JP4074050 A JP 4074050A JP 7405092 A JP7405092 A JP 7405092A JP H05275316 A JPH05275316 A JP H05275316A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層レジストプロセスにおいて、所望のレジ
ストパターンを簡略な工程及び少ない装置により実現す
る。 【構成】 基板１４近傍において特定のガスをプラズマ
化させガスプラズマから発光する所定波長域の光１６に
より上層パターン体１５をマスクとして下層レジスト１
７を露光すると共に中間層１２の露光部をエッチング除
去した後現像することにより、レジストパターン体１８
を形成する。
ストパターンを簡略な工程及び少ない装置により実現す
る。 【構成】 基板１４近傍において特定のガスをプラズマ
化させガスプラズマから発光する所定波長域の光１６に
より上層パターン体１５をマスクとして下層レジスト１
７を露光すると共に中間層１２の露光部をエッチング除
去した後現像することにより、レジストパターン体１８
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造に
用いられるレジストパターン形成方法に関するものであ
る。
用いられるレジストパターン形成方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、下層レジストとしてポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ），上層レジストとしてノボラ
ック樹脂（以下ポジレジストと記す）を用いる２層レジ
ストプロセスを図２を用いて説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、半導体基板１上に平坦化層として
ＰＭＭＡ２を塗布し、続いてポジレジスト３を塗布す
る。ここで、ポジレジスト３は、遠紫外光領域において
十分な吸収性があり、図２（ｂ）に示される上層のポジ
レジストパターン４は、遮光用マスクとして作用するた
め、図２（ｃ）に示すように、光学系を有する紫外線照
射装置によって波長２００〜２５０ｎｍの遠紫外線を全
面照射後、下層レジストをウェット現像することによっ
て、上層のパターンが光学的に転写されパターン体５が
形成される。この時、完全な密着露光になるため、ＰＭ
ＭＡ２中の光学像は極めてシャープで、ＰＭＭＡ２の現
像は非等方的に進行して段差上下で寸法差を生じないパ
ターン５を形成することができる。
タクリレート（ＰＭＭＡ），上層レジストとしてノボラ
ック樹脂（以下ポジレジストと記す）を用いる２層レジ
ストプロセスを図２を用いて説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、半導体基板１上に平坦化層として
ＰＭＭＡ２を塗布し、続いてポジレジスト３を塗布す
る。ここで、ポジレジスト３は、遠紫外光領域において
十分な吸収性があり、図２（ｂ）に示される上層のポジ
レジストパターン４は、遮光用マスクとして作用するた
め、図２（ｃ）に示すように、光学系を有する紫外線照
射装置によって波長２００〜２５０ｎｍの遠紫外線を全
面照射後、下層レジストをウェット現像することによっ
て、上層のパターンが光学的に転写されパターン体５が
形成される。この時、完全な密着露光になるため、ＰＭ
ＭＡ２中の光学像は極めてシャープで、ＰＭＭＡ２の現
像は非等方的に進行して段差上下で寸法差を生じないパ
ターン５を形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上述べた様
な多層レジストプロセスでは、実際には、下層レジスト
が上層レジストに溶解し、中間層と呼ばれる混合層を生
じる。この中間層は、未露光時はもちろん、露光された
状態においても、ポジレジスト現像液等の現像液に選択
的に溶解しないため、下層レジスト現像時に下層レジス
トが現像されないといった課題があった。
な多層レジストプロセスでは、実際には、下層レジスト
が上層レジストに溶解し、中間層と呼ばれる混合層を生
じる。この中間層は、未露光時はもちろん、露光された
状態においても、ポジレジスト現像液等の現像液に選択
的に溶解しないため、下層レジスト現像時に下層レジス
トが現像されないといった課題があった。
【０００４】そのため、上層レジストを露光・現像し、
遠紫外光を光学系を有する紫外線照射装置を用いて照射
することにより上層レジストを露光し、上層レジストの
未露光部を形成した後、酸素プラズマにより中間層を除
去し、その後下層レジストの現像を行うことによりパタ
ーン体の形成を行っていた。
遠紫外光を光学系を有する紫外線照射装置を用いて照射
することにより上層レジストを露光し、上層レジストの
未露光部を形成した後、酸素プラズマにより中間層を除
去し、その後下層レジストの現像を行うことによりパタ
ーン体の形成を行っていた。
【０００５】従って、紫外線照射装置を用いる工程及び
酸素プラズマエッチング処理装置を用いる工程とが必要
であり、工程数及びその工程に使用する装置数も多くな
るという課題があった。
酸素プラズマエッチング処理装置を用いる工程とが必要
であり、工程数及びその工程に使用する装置数も多くな
るという課題があった。
【０００６】そこでこの発明は、これらの課題を解決し
たレジスト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。
たレジスト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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、レジストパターン形成に際し、半導体
を含む基体を準備し、この基体上に所定波長域の光に感
光する下層レジストを積層し、この下層レジストの上層
に前記所定波長域の光を遮光するパターン体を形成し、
この基体近傍でガスをプラズマ化させた際ガスプラズマ
から発光する前記所定波長域の光により前記下層レジス
トを露光し、前記下層レジストを現像することにより前
記基体上にレジストパターン体を形成するものである。
又、前記下層レジストとパターン体との間には、さら
に、前記所定波長域の光を遮光する中間膜や前記所定波
長域の光の照射により前記所定波長域の光が透過可能と
なる特性を有する中間膜を用いることもできる。
解決するために、レジストパターン形成に際し、半導体
を含む基体を準備し、この基体上に所定波長域の光に感
光する下層レジストを積層し、この下層レジストの上層
に前記所定波長域の光を遮光するパターン体を形成し、
この基体近傍でガスをプラズマ化させた際ガスプラズマ
から発光する前記所定波長域の光により前記下層レジス
トを露光し、前記下層レジストを現像することにより前
記基体上にレジストパターン体を形成するものである。
又、前記下層レジストとパターン体との間には、さら
に、前記所定波長域の光を遮光する中間膜や前記所定波
長域の光の照射により前記所定波長域の光が透過可能と
なる特性を有する中間膜を用いることもできる。
【０００８】
【作用】この発明は以上のように、特定のガスを用いた
ガスプラズマから発光する光により下層レジストを露光
しているので、下層レジスト表面にレジストパターン体
形成に不要な膜が存在していてもそのガスプラズマによ
りエッチングされ、その後の下層レジストの現像工程に
おいて不要膜の影響を受けることなく容易に所望のレジ
ストパターン体を得ることができる。
ガスプラズマから発光する光により下層レジストを露光
しているので、下層レジスト表面にレジストパターン体
形成に不要な膜が存在していてもそのガスプラズマによ
りエッチングされ、その後の下層レジストの現像工程に
おいて不要膜の影響を受けることなく容易に所望のレジ
ストパターン体を得ることができる。
【０００９】
【実施例】図１及び図３〜図５に沿って、この発明の実
施例につき説明する。
施例につき説明する。
【００１０】（実施例１）図１（ａ）〜（ｄ）は本発明
の第１の実施例の工程を示す断面図である。図１（ａ）
に示した様に半導体上に凹凸部を有する基板１４上に下
層レジスト１３として遠紫外光領域（２００〜３００ｎ
ｍ）の光に感度のあるレジスト、例えば、ＰＭＭＡやＦ
Ｈ−ＥＸ１（富士ハント製，商品名）等のエキシマレー
ザーリソグラフィー対応用のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に上層レジスト１１として、遠紫
外光領域（波長２００〜３００ｎｍ）を遮光するレジス
ト、例えばＰＦＸ−１５（住友化学製，商品名）等のｇ
線対応ポジレジスト（又はネガレジスト）やＴＨＭＲ−
ｉＮ１００（東京応化製，商品名）等のｉ線対応ネガレ
ジスト（又はポジレジスト）を０．５〜０．７μｍ程度
塗布する。この際、下層レジスト１３、例えば、ＰＭＭ
Ａ（基板に塗布後、１７０〜２００℃でホットプレート
にて５分程度ベークしている）と上層レジスト１１、例
えばＰＦＸ−１５との間で中間層（混合層）１２が形成
される。この中間層１２の膜厚は、下層レジスト１３と
上層レジスト１１の種類（特に溶媒の種類）や、下層レ
ジスト１３の塗布後の熱処理条件等によっても異なる
が、０．１〜０．２μｍ程度である。しかる後に、図１
（ｂ）に示すように、上層レジスト１３をｇ線（波長４
３６ｎｍ）又はｉ線（波長３６５ｎｍ）といった感度を
有する光で露光し、現像することにより、上層レジスト
パターン体１５を形成する。しかる後に、図１（ｃ）に
示す様に、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：
３，Ｐｏｗｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒ
ｒ，総ガス流量＝３０ｓｃｃｍの条件で反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）を約１〜２分間行う。中間層１２の
露出部はＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去さ
れる。また、このＲＩＥ時において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガ
スのこの組成比からなる混合ガスプラズマからは、波長
が２００〜３００ｎｍの紫外光領域のスペクトル１６が
強力に発光しているため、中間層１２のエッチング除去
と同時に、この波長領域を遮光する上層レジストパター
ン体１５でマスクされていない下層レジスト１３の露出
部１７は、この発光スペクトルにより露光される。しか
る後に、下層レジスト１３の露出部１７をウェット現像
で除去することにより、図１（ｄ）に示すように、下層
レジストパターン体１８が形成される。
の第１の実施例の工程を示す断面図である。図１（ａ）
に示した様に半導体上に凹凸部を有する基板１４上に下
層レジスト１３として遠紫外光領域（２００〜３００ｎ
ｍ）の光に感度のあるレジスト、例えば、ＰＭＭＡやＦ
Ｈ−ＥＸ１（富士ハント製，商品名）等のエキシマレー
ザーリソグラフィー対応用のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に上層レジスト１１として、遠紫
外光領域（波長２００〜３００ｎｍ）を遮光するレジス
ト、例えばＰＦＸ−１５（住友化学製，商品名）等のｇ
線対応ポジレジスト（又はネガレジスト）やＴＨＭＲ−
ｉＮ１００（東京応化製，商品名）等のｉ線対応ネガレ
ジスト（又はポジレジスト）を０．５〜０．７μｍ程度
塗布する。この際、下層レジスト１３、例えば、ＰＭＭ
Ａ（基板に塗布後、１７０〜２００℃でホットプレート
にて５分程度ベークしている）と上層レジスト１１、例
えばＰＦＸ−１５との間で中間層（混合層）１２が形成
される。この中間層１２の膜厚は、下層レジスト１３と
上層レジスト１１の種類（特に溶媒の種類）や、下層レ
ジスト１３の塗布後の熱処理条件等によっても異なる
が、０．１〜０．２μｍ程度である。しかる後に、図１
（ｂ）に示すように、上層レジスト１３をｇ線（波長４
３６ｎｍ）又はｉ線（波長３６５ｎｍ）といった感度を
有する光で露光し、現像することにより、上層レジスト
パターン体１５を形成する。しかる後に、図１（ｃ）に
示す様に、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：
３，Ｐｏｗｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒ
ｒ，総ガス流量＝３０ｓｃｃｍの条件で反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）を約１〜２分間行う。中間層１２の
露出部はＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去さ
れる。また、このＲＩＥ時において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガ
スのこの組成比からなる混合ガスプラズマからは、波長
が２００〜３００ｎｍの紫外光領域のスペクトル１６が
強力に発光しているため、中間層１２のエッチング除去
と同時に、この波長領域を遮光する上層レジストパター
ン体１５でマスクされていない下層レジスト１３の露出
部１７は、この発光スペクトルにより露光される。しか
る後に、下層レジスト１３の露出部１７をウェット現像
で除去することにより、図１（ｄ）に示すように、下層
レジストパターン体１８が形成される。
【００１１】（実施例２）第２の実施例として、ＲＩＥ
時のガス種をＮ2 ガスのみにすることでガスプラズマか
ら発光するスペクトル波長領域を３００〜４５０ｎｍと
近紫外光領域に容易に変えることができる。図３（ａ）
〜（ｄ）にこのスペクトル波長領域を使用した場合のパ
ターン形成方法を示す。図３（ａ）に示した様に凹凸を
有する基板１９上に下層レジスト２０として波長領域３
００〜４５０ｎｍの光に感度を有するレジスト、例え
ば、ＰＦＸ−１５やＰＦＩ−１５（共に住友化学製，商
品名）等のｇ線，ｉ線対応のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に、中間膜２１として、下層レジ
スト２０及び上層レジスト２２と混合層を形成しない水
溶系のポリマーで、しかも３００〜４５０ｎｍの波長領
域の光を遮光する染料、例えばクマリン３０（コダック
製，商品名）等を０．１〜０．２μｍ厚程度塗布し、し
かる後に、上層レジスト２２として、ＦＨ−ＥＸ１（富
士ハント製，商品名）等のエキシマレーザー対応のポジ
レジスト（又はネガレジスト）や、ＴＨＭＲ−ｉＮ１０
０（東京応化製，商品名）等のｇ線，ｉ線対応のネガレ
ジスト０．５〜０．７μｍ程度塗布する。しかる後に、
図３（ｂ）に示す様に、上層レジストパターン体２３を
通常の方法で形成する。しかる後に、図３（ｃ）に示す
様に、Ｎ2 ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００
Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１
〜２分間行う。中間層２１の露出部の染料は、初めは、
ＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去され、しか
る後に、Ｎ2 ガスプラズマから発光する近紫外光領域の
スペクトル２４により、上層レジストパターン体２３に
遮光されていないために中間層がエッチング除去された
下層レジストの露出部２５が露光される。しかる後に、
下層レジストの露光部２５をウェット現像することによ
り図３（ｄ）に示すように下層レジストパターン体２６
が形成される。
時のガス種をＮ2 ガスのみにすることでガスプラズマか
ら発光するスペクトル波長領域を３００〜４５０ｎｍと
近紫外光領域に容易に変えることができる。図３（ａ）
〜（ｄ）にこのスペクトル波長領域を使用した場合のパ
ターン形成方法を示す。図３（ａ）に示した様に凹凸を
有する基板１９上に下層レジスト２０として波長領域３
００〜４５０ｎｍの光に感度を有するレジスト、例え
ば、ＰＦＸ−１５やＰＦＩ−１５（共に住友化学製，商
品名）等のｇ線，ｉ線対応のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に、中間膜２１として、下層レジ
スト２０及び上層レジスト２２と混合層を形成しない水
溶系のポリマーで、しかも３００〜４５０ｎｍの波長領
域の光を遮光する染料、例えばクマリン３０（コダック
製，商品名）等を０．１〜０．２μｍ厚程度塗布し、し
かる後に、上層レジスト２２として、ＦＨ−ＥＸ１（富
士ハント製，商品名）等のエキシマレーザー対応のポジ
レジスト（又はネガレジスト）や、ＴＨＭＲ−ｉＮ１０
０（東京応化製，商品名）等のｇ線，ｉ線対応のネガレ
ジスト０．５〜０．７μｍ程度塗布する。しかる後に、
図３（ｂ）に示す様に、上層レジストパターン体２３を
通常の方法で形成する。しかる後に、図３（ｃ）に示す
様に、Ｎ2 ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００
Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１
〜２分間行う。中間層２１の露出部の染料は、初めは、
ＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去され、しか
る後に、Ｎ2 ガスプラズマから発光する近紫外光領域の
スペクトル２４により、上層レジストパターン体２３に
遮光されていないために中間層がエッチング除去された
下層レジストの露出部２５が露光される。しかる後に、
下層レジストの露光部２５をウェット現像することによ
り図３（ｄ）に示すように下層レジストパターン体２６
が形成される。
【００１２】（実施例３）第３の実施例として、第２の
実施例における中間膜２１の染料を、波長３００〜４５
０ｎｍの紫外光領域の光の照射で退色して透明性を有す
るＣＥＬ（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）材料に置き換え、コントラ
ストの増幅効果を利用した場合について説明する。図３
（ａ）に示される中間膜２１の材料としてＣＥＬ材料、
例えばジアゾニウム塩等の光退色性化合物とポリビニル
アルコール等のバインダ樹脂とからなる水溶性ＣＥＬ材
料で、例えば０．２μｍ以下の膜厚で退色性を有する材
料を０．４〜０．６μｍ程度塗布する。尚、下層レジス
ト膜２０及び上層レジストパターン体２３は、図３
（ｂ）に示されるように第２の実施例と同様にして塗布
形成する。しかる後に、図４（ｃ）に示すように、Ｎ2
ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００Ｗ，圧力１０
〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１〜２分間行
う。中間膜２１の露出部２８は、ＲＩＥにより、異方性
を持ってエッチングされ、０．２μｍ以下にまで薄膜化
する。同時に露出部２８のＣＥＬ材料は、Ｎ2 ガスプラ
ズマから発光するスペクトル２４により速やかに退色し
て透明化し、透過したスペクトルが上層レジストパター
ン体２３のない部分の下層レジスト２０を露光する。一
方、上層レジストパターン体２３がマスクとなってエッ
チングされなかった中間膜２１は、厚膜のために上層レ
ジストパターン体２３を透過してくる発光スペクトル２
４に照射されても、透明化されないので、上層レジスト
パターン体２３の下にある下層レジスト２０は、未露光
部２９となり、下層レジスト膜２０の露光部２７と未露
光部２９間でコントラストの増幅作用が得られる。しか
る後に図４（ｄ）に示すように、純水にてリンスするこ
とにより、中間膜２１及び２８は除去される。しかる後
に、下層レジストの露光部２７をウェット現像で除去す
ることにより、図４（ｅ）に示すように、下層レジスト
パターン体２９が形成される。
実施例における中間膜２１の染料を、波長３００〜４５
０ｎｍの紫外光領域の光の照射で退色して透明性を有す
るＣＥＬ（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）材料に置き換え、コントラ
ストの増幅効果を利用した場合について説明する。図３
（ａ）に示される中間膜２１の材料としてＣＥＬ材料、
例えばジアゾニウム塩等の光退色性化合物とポリビニル
アルコール等のバインダ樹脂とからなる水溶性ＣＥＬ材
料で、例えば０．２μｍ以下の膜厚で退色性を有する材
料を０．４〜０．６μｍ程度塗布する。尚、下層レジス
ト膜２０及び上層レジストパターン体２３は、図３
（ｂ）に示されるように第２の実施例と同様にして塗布
形成する。しかる後に、図４（ｃ）に示すように、Ｎ2
ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００Ｗ，圧力１０
〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１〜２分間行
う。中間膜２１の露出部２８は、ＲＩＥにより、異方性
を持ってエッチングされ、０．２μｍ以下にまで薄膜化
する。同時に露出部２８のＣＥＬ材料は、Ｎ2 ガスプラ
ズマから発光するスペクトル２４により速やかに退色し
て透明化し、透過したスペクトルが上層レジストパター
ン体２３のない部分の下層レジスト２０を露光する。一
方、上層レジストパターン体２３がマスクとなってエッ
チングされなかった中間膜２１は、厚膜のために上層レ
ジストパターン体２３を透過してくる発光スペクトル２
４に照射されても、透明化されないので、上層レジスト
パターン体２３の下にある下層レジスト２０は、未露光
部２９となり、下層レジスト膜２０の露光部２７と未露
光部２９間でコントラストの増幅作用が得られる。しか
る後に図４（ｄ）に示すように、純水にてリンスするこ
とにより、中間膜２１及び２８は除去される。しかる後
に、下層レジストの露光部２７をウェット現像で除去す
ることにより、図４（ｅ）に示すように、下層レジスト
パターン体２９が形成される。
【００１３】（実施例４）第４の実施例として、図５
（ａ）〜（ｄ）にＲＩＥ時のガスプラズマから発光する
スペクトルによる真空ＵＶ（紫外線）キュア効果を利用
したパターン形成方法を示す。図５（ａ），（ｂ）まで
は、第１の実施例と同様の材料及び同様の工程であり、
図５（ａ）に示すように、凹凸を有する基板３０上に下
層レジスト３１を塗布後、上層レジスト３３を塗布し、
しかる後に、図５（ｂ）に示すように、上層レジスト３
３をｇ線（４３６ｎｍ）又はｉ線（３６５ｎｍ）により
露光し、現像することにより、上層レジストパターン体
３４を形成する。しかる後に、図５（ｃ）に示す様に、
Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：３，Ｐｏｗ
ｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒ，総ガス流
量＝３０ｓｃｃｍの条件でＲＩＥを約１〜２分間行う。
この時、基板３０の温度を１００℃程度に設定できる様
に、ＲＩＥ装置のチャンバー内に組み込まれたホットプ
レートにてベークを行う。この基板３０のベーク温度
は、下層レジスト３１中の感光剤等が分解する温度以下
に設定するのが望ましい。
（ａ）〜（ｄ）にＲＩＥ時のガスプラズマから発光する
スペクトルによる真空ＵＶ（紫外線）キュア効果を利用
したパターン形成方法を示す。図５（ａ），（ｂ）まで
は、第１の実施例と同様の材料及び同様の工程であり、
図５（ａ）に示すように、凹凸を有する基板３０上に下
層レジスト３１を塗布後、上層レジスト３３を塗布し、
しかる後に、図５（ｂ）に示すように、上層レジスト３
３をｇ線（４３６ｎｍ）又はｉ線（３６５ｎｍ）により
露光し、現像することにより、上層レジストパターン体
３４を形成する。しかる後に、図５（ｃ）に示す様に、
Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：３，Ｐｏｗ
ｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒ，総ガス流
量＝３０ｓｃｃｍの条件でＲＩＥを約１〜２分間行う。
この時、基板３０の温度を１００℃程度に設定できる様
に、ＲＩＥ装置のチャンバー内に組み込まれたホットプ
レートにてベークを行う。この基板３０のベーク温度
は、下層レジスト３１中の感光剤等が分解する温度以下
に設定するのが望ましい。
【００１４】このＲＩＥにより、中間層３２の露出部は
異方性をもってエッチング除去される。また、同時に、
中間層がエッチング除去された下層レジストの露出部３
１は、ＲＩＥ時の混合ガスプラズマから発光する遠紫外
光領域のスペクトルによって露光され、かつ、上層レジ
ストパターン体３４の表層部３５は、ＵＶキュアされて
硬化する。しかる後に、下層レジストの露光部３１をウ
ェット現像することにより図５（ｄ）に示すように、下
層レジストパターン体３６が形成できる。
異方性をもってエッチング除去される。また、同時に、
中間層がエッチング除去された下層レジストの露出部３
１は、ＲＩＥ時の混合ガスプラズマから発光する遠紫外
光領域のスペクトルによって露光され、かつ、上層レジ
ストパターン体３４の表層部３５は、ＵＶキュアされて
硬化する。しかる後に、下層レジストの露光部３１をウ
ェット現像することにより図５（ｄ）に示すように、下
層レジストパターン体３６が形成できる。
【００１５】本発明の実施例の説明では、下層レジスト
としてポジ型レジストを用いて説明したが、ネガ型レジ
ストを用いて上層レジストパターン体及び中間膜を除去
した後現像することにより、ネガ型レジストにも適用で
きる。また、下層レジストの現像は上層レジストパター
ン体及び中間膜の除去後に行ってもよい。
としてポジ型レジストを用いて説明したが、ネガ型レジ
ストを用いて上層レジストパターン体及び中間膜を除去
した後現像することにより、ネガ型レジストにも適用で
きる。また、下層レジストの現像は上層レジストパター
ン体及び中間膜の除去後に行ってもよい。
【００１６】以上、説明したようにこの発明の実施例に
よれば、以下の効果が期待できる。
よれば、以下の効果が期待できる。
【００１７】１．（１）二層レジストプロセスにおける
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの
組成比が６：４〜７：３からなる混合ガスでＲＩＥする
ことにより、混合ガスプラズマから発光する波長２００
〜３００ｎｍの遠紫外光領域のスペクトルを利用して下
層レジストを露光するようにしたので、光学系を有する
紫外線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジス
トプロセスにおけるパターン形成方法において、前記Ｒ
ＩＥにより、下層レジストと上層レジストとの間に形成
される中間層（混合層）の上層レジストパターンでマス
クされていない露出部を下層レジストの露光と同時にエ
ッチング除去し、しかる後に、下層レジストを容易にウ
ェット現像してパターン形成が行えるようにしたので、
工程が簡略化される。
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの
組成比が６：４〜７：３からなる混合ガスでＲＩＥする
ことにより、混合ガスプラズマから発光する波長２００
〜３００ｎｍの遠紫外光領域のスペクトルを利用して下
層レジストを露光するようにしたので、光学系を有する
紫外線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジス
トプロセスにおけるパターン形成方法において、前記Ｒ
ＩＥにより、下層レジストと上層レジストとの間に形成
される中間層（混合層）の上層レジストパターンでマス
クされていない露出部を下層レジストの露光と同時にエ
ッチング除去し、しかる後に、下層レジストを容易にウ
ェット現像してパターン形成が行えるようにしたので、
工程が簡略化される。
【００１８】２．（１）二層レジストプロセスにおける
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスでＲＩＥする
ことにより、ガスプラズマから発光する波長３００〜４
５０ｎｍの近紫外光領域のスペクトルを利用して下層レ
ジストを露光するようにしたので、光学系を有する紫外
線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジストプ
ロセスにおけるパターン形成方法において、下層レジス
ト膜上に前記近紫外光領域のスペクトルを吸収する水溶
性ポリマー材料からなる薄膜を中間膜として形成し、前
記ＲＩＥにより上層レジストパターン体でマスクされて
いないこの中間膜の露出部をエッチング除去すると同時
に、下層レジストの露光を行い、しかる後に下層レジス
トを容易にウェット現像してパターン形成が行えるよう
にしたので、工程が簡略化される。
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスでＲＩＥする
ことにより、ガスプラズマから発光する波長３００〜４
５０ｎｍの近紫外光領域のスペクトルを利用して下層レ
ジストを露光するようにしたので、光学系を有する紫外
線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジストプ
ロセスにおけるパターン形成方法において、下層レジス
ト膜上に前記近紫外光領域のスペクトルを吸収する水溶
性ポリマー材料からなる薄膜を中間膜として形成し、前
記ＲＩＥにより上層レジストパターン体でマスクされて
いないこの中間膜の露出部をエッチング除去すると同時
に、下層レジストの露光を行い、しかる後に下層レジス
トを容易にウェット現像してパターン形成が行えるよう
にしたので、工程が簡略化される。
【００１９】３．二層レジストプロセスにおける下層レ
ジストの露光法において、ガス組成比を容易に変えるこ
とのできるＲＩＥによる露光法としたので、ＲＩＥによ
るガスプラズマから発光するスペクトルの波長領域を遠
紫外光領域（２００〜３００ｎｍ）と近紫外光領域とで
任意に選択することができ、下層レジスト材料として、
様々の感光レジスト材料を利用できる。
ジストの露光法において、ガス組成比を容易に変えるこ
とのできるＲＩＥによる露光法としたので、ＲＩＥによ
るガスプラズマから発光するスペクトルの波長領域を遠
紫外光領域（２００〜３００ｎｍ）と近紫外光領域とで
任意に選択することができ、下層レジスト材料として、
様々の感光レジスト材料を利用できる。
【００２０】４．二層レジストプロセスにおけるパター
ン形成方法において、下層レジスト膜上に、近紫外光で
の露光により、薄膜では退色して透明化するＣＥＬ材料
を厚膜で中間膜として形成し、Ｎ2 ガスでＲＩＥするこ
とにより、上層レジストパターン体でマスクされていな
いこの中間膜の露出部をエッチングして薄膜化すると同
時に、ガスプラズマから発光する近紫外光領域のスペク
トルを用いて、薄膜化したこの中間膜を透明化して下層
レジストを露光するようにしたので、下層レジストの未
露光部と露光部とのコントラストの増幅作用が得られ、
上層レジストパターン体の寸法により忠実な下層レジス
トパターン体が形成できる。
ン形成方法において、下層レジスト膜上に、近紫外光で
の露光により、薄膜では退色して透明化するＣＥＬ材料
を厚膜で中間膜として形成し、Ｎ2 ガスでＲＩＥするこ
とにより、上層レジストパターン体でマスクされていな
いこの中間膜の露出部をエッチングして薄膜化すると同
時に、ガスプラズマから発光する近紫外光領域のスペク
トルを用いて、薄膜化したこの中間膜を透明化して下層
レジストを露光するようにしたので、下層レジストの未
露光部と露光部とのコントラストの増幅作用が得られ、
上層レジストパターン体の寸法により忠実な下層レジス
トパターン体が形成できる。
【００２１】５．二層レジストプロセスにおけるパター
ン形成方法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比が
６：４〜７：３からなる混合ガスで基板を加熱しながら
ＲＩＥすることにより、下層レジストと上層レジストと
の間に形成される中間層を下層レジストの露光と同時に
エッチング除去すると共に、上層レジストパターン体の
表層部をガスプラズマからの発光スペクトルにより真空
ＵＶキュアして硬化させたので、上層レジストパターン
に耐熱性を有するレジストパターンを形成できる。
ン形成方法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比が
６：４〜７：３からなる混合ガスで基板を加熱しながら
ＲＩＥすることにより、下層レジストと上層レジストと
の間に形成される中間層を下層レジストの露光と同時に
エッチング除去すると共に、上層レジストパターン体の
表層部をガスプラズマからの発光スペクトルにより真空
ＵＶキュアして硬化させたので、上層レジストパターン
に耐熱性を有するレジストパターンを形成できる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したようにこの発明によ
れば、特定のガスを基体近傍においてプラズマ化させこ
の際のガスプラズマから発光する所定波長域の光によ
り、上層に設けられたパターン体をマスクとして下層レ
ジストを露光し現像しているので、レジスト表面に現像
不可能な不要な膜が存在していてもパターン体によって
マスクされていない部分はガスプラズマによってエッチ
ング除去され、その後の下層レジストの現像工程におい
て不要膜の影響を受けることなく所望のレジストパター
ン体を得ることができる。また、露光と不要膜のエッチ
ングとが同時に行え工程が簡略化できると共に、少ない
装置でレジストパターン形成が可能となる。
れば、特定のガスを基体近傍においてプラズマ化させこ
の際のガスプラズマから発光する所定波長域の光によ
り、上層に設けられたパターン体をマスクとして下層レ
ジストを露光し現像しているので、レジスト表面に現像
不可能な不要な膜が存在していてもパターン体によって
マスクされていない部分はガスプラズマによってエッチ
ング除去され、その後の下層レジストの現像工程におい
て不要膜の影響を受けることなく所望のレジストパター
ン体を得ることができる。また、露光と不要膜のエッチ
ングとが同時に行え工程が簡略化できると共に、少ない
装置でレジストパターン形成が可能となる。
【００２３】また、下層レジストと上層のパターン体と
の間の中間膜として所定波長域の光を遮光する膜を積層
したので、下層レジストと上層のパターン体との反応に
よる不要膜の形成を防止でき、且つ、この中間膜は前記
ガスプラズマによる露光と同様に同時にエッチングする
ことができる。また中間膜としてＣＥＬ材料を用いるこ
とによって、さらに、下層レジストの未露出部と露光部
とのコントラストの増幅作用が得られ良好なレジストパ
ターン体を得ることができる。
の間の中間膜として所定波長域の光を遮光する膜を積層
したので、下層レジストと上層のパターン体との反応に
よる不要膜の形成を防止でき、且つ、この中間膜は前記
ガスプラズマによる露光と同様に同時にエッチングする
ことができる。また中間膜としてＣＥＬ材料を用いるこ
とによって、さらに、下層レジストの未露出部と露光部
とのコントラストの増幅作用が得られ良好なレジストパ
ターン体を得ることができる。
【図１】第１の実施例の工程を示す断面図。
【図２】従来の工程を示す断面図。
【図３】第２の実施例の工程を示す断面図。
【図４】第３の実施例の工程を示す断面図。
【図５】第４の実施例の工程を示す断面図。
１，１４，１９，３０ 基板 １３，２０，３１ 下層レジスト １２ 中間層 ２１，３２ 中間膜 １５，２３，３４ 上層レジストパターン体 １８，２６，２９，３６ 下層レジストパターン体
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体を含む基体を準備する工程と、 前記基体上に所定波長域の光に感光する下層レジストを
積層する工程と、 前記下層レジストの上層に前記所定波長域の光を遮光す
るパターン体を形成する工程と、 前記基体近傍でガスをプラズマ化させ前記パターン体を
マスクとしてガスプラズマから発光する前記所定波長域
の光により前記下層レジストを露光する工程と、 前記下層レジストを現像し選択的に除去することにより
前記基体上にレジストパターン体を形成する工程とを含
むことを特徴とするレジストパターン形成方法。 - 【請求項２】 半導体を含む基体を準備する工程と、 前記基体上に所定波長域の光に感光する下層レジストを
積層する工程と、 前記下層レジスト上に前記所定波長域の光を遮光する中
間膜を積層する工程と、 前記中間膜上に前記所定波長域の光を遮光するパターン
体を形成する工程と、 前記パターン体をマスクとして前記中間膜を選択的にガ
スプラズマでエッチング除去し、且つ、ガスプラズマか
ら発光する前記所定波長域の光により前記下層レジスト
を露光する工程と、 前記下層レジストを現像し選択的に除去することにより
前記基体上にレジストパターン体を形成する工程とを含
むことを特徴とするレジストパターン形成方法。 - 【請求項３】 半導体を含む基体を準備する工程と、 前記基体上に所定波長域の光に感光する下層レジストを
積層する工程と、 前記下層レジスト上に、前記所定波長域の光の照射によ
り前記所定波長域の光が透過可能となる特性を有する中
間膜を積層する工程と、 前記中間膜上に前記所定波長域の光を遮光するパターン
体を形成する工程と、 前記基体近傍におけるガスプラズマから発光する光によ
り前記パターン体をマスクとして前記中間膜に選択的に
前記所定波長域の光の透過領域を形成し、且つ、前記透
過領域を透過した光により前記下層レジストを露光する
工程と、 前記中間膜を除去した後前記下層レジストを現像し選択
的に除去することにより前記基体上にレジストパターン
体を形成することを特徴とするレジストパターン形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074050A JPH05275316A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074050A JPH05275316A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275316A true JPH05275316A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13535973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074050A Pending JPH05275316A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275316A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007173826A (ja) * | 2005-12-24 | 2007-07-05 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | デュアル・ダマシン構造を製作する方法 |
| US7582413B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-09-01 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074050A patent/JPH05275316A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7582413B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-09-01 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
| US7713682B2 (en) | 2005-09-26 | 2010-05-11 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
| JP2007173826A (ja) * | 2005-12-24 | 2007-07-05 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | デュアル・ダマシン構造を製作する方法 |
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