JPS60200252A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細パターン形成に使用する二層レジスト法に
おける下層パターン形成方法に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

近来、半導体プロセス等での微細パターンの形成はホト
レジストをマスクとして使用するイオン・ビーム・エツ
チング法や、反応性エツチング法によって行われている
。したがって、エツチング隈υパターン形状や、パター
ン精度はマスクドナルレジストパターン形状の影響を強
く受けることになる。平面サンプル上に精度よくレジス
トパターンを形成する技術は一般的なホトレジスト・プ
ロセスで作成することができる。しかし、実際の素子（
半導体素子、磁気バブル素子など）では、第１図（α）
に示すような段差部（配線パターンなど）１２が基板１
３上に多数存在する。このような段差部１２では、ホト
レジスト１１をスピン塗布した時、段差部１２の近傍で
レジスト膜厚に不均一が発生する。

このため露光・現像したレジストパターンには第１図（
６）に示すように段差部１２でレジストパターン幅変化
が発生する。これは段差部１２でのレジスト膜厚の不均
一性、ならびに段差部１２での基板反射率の変化などが
原因で発生する。この問題を解決する方法として第２図
（８）　、　（ｂ）に示すような三層構進法が開発され
た（たとえば、リュー・エム・モランとデー・メイダン
の「ハイ・レゾリュージョン・ステップ・プロファイル
・レジスト−パターン」、ジャーナル・バキュームサイ
エンス・テクノロジー、１６巻６号１６２０頁から１６
２４頁（１９７９年）の文献）。この方法は、段差のあ
る基板２４のサンプル表面に、段差の影響を受けないよ
うな厚さに高分子膜（たとえば、ホトレジスト）２３を
塗布し、この上に中間マスク材２２（たとえば５ｓｉｏ
＊）を付け、その上にパターン形成するホトレジスト２
１を塗布したものである。ホトレジストパターン２１を
露光現像により形成した後、中間ｉスフ材２２をエツチ
ングする。このあと、中間マスク材ηをマスクとして酸
素ガスの反応性イオンエツチングによシ下層の高分子膜
をエツチングする・この方法によれば段差のある所でも
精度よくレジスト・マスクパターン２３を形成すること
ができる。しかしこの方法は下層の高分子膜２３を反応
性イオンエツチングにより除去するため、基板別の表面
にイオン衝撃による欠陥を発生させる欠点があ夛、また
処理工程も長い、これらの欠点を改善する方法として二
種類の露光波長、紫外線（ＵＶ）と遠紫外線（ｆ）ａｍ
ｐ　ＵＶ）を用いる二層レジスト法が開発された（ビー
・リュー・リンが１９７９　年ニス・ビー・アイ・イー
、１７４巻デペロップメンツ・イン・セミコンダクタ・
マイクロリソグラフィＩＶの１１４頁〜１２１頁に発表
した文献）。第３図（α）〜（６）はこの方法の工程の
概略図である。基板話上の段差部３６を覆うように下層
レジスト（Ｄａｍｐ−Ｗレジスト）詞を塗布し、その上
に上層レジメ）　（ＵＶ−レジスト）３３を塗布する。

このサンプルにマスク材３２ヲ施こし、Ｗ光３１を用い
て上層レジストパターンを形成する（第３図（６）　）
　、このＵＶレジス）　しａｐ−ＵＶ光に対しである程
度の遮光特性をもつものである。この上層レジストおを
マスクにして下層レジスト別をＤｅａｐ−ＵＶ光Ｊによ
シ露光し現像すると、第３図（６）に示すようなレジス
トパターンが形成される。この方法では、イオンダメー
ジもなく、またプ賞セス工程も短くなっている・しかし
ながらこの方法には、上層レジストと下層レジストとが
混合した中間層が形成され、この中間層が除去されず、
下層レジストのパターン化ができないという欠点があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の欠点のない下層レジ
ストパターンを形成できる方法を提供することにある。

〔発明の原理〕

本発明は、二層レジスト構造において、上層レジスト、
下層レジストを溶解できる溶媒と、上層レジストは溶解
するが下層レジストは溶解できない溶媒とを適当な割合
で混合することにょシ、上層レジストと下層レジストと
が混合した中間層の除去と下層レジストの現像とを同時
にできる下層レジスト現像液を用いてパターンの形成を
行うものである。

〔発明の構成〕

本発明は上層レジストを紫外光レジスト、下層レジスト
を遠紫外光レジストにて形成し、かつ上層レジストパタ
ーンを下層レジストパターン形成時のマスクとして使用
する二層レジスト構造の成形工程において、メチル・イ
ソ・ブチル・ケトン溶液とインプロピルアルコール溶液
との混合液力らなり、かつメチル・イソ・ブチル・ケト
ン溶液割合が５５　バーセント以上匍パーセント未濶と
した現像液を下層レジストの現像に用いることをｌｖｉ
徴とするパターン形成方法である。

本発明は、上述の構成をとることにょシ従来技術の問題
点を解決した。上層レジストと下層レジストを溶解でき
る溶媒としてメチル・イソ・ブチル・ケトンを、また上
層レジストは溶解するが下層レジストは溶解しない溶媒
としてイソプルピルアルコール（ＩＰＡ）を用い、メチ
ル・イソ・ブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）溶液を５５嗟以
上９０％未満の割合で混合した溶液を下層レジストの現
像液として用いることにより、上・下層レジスト混合中
間層の除去ならびに下層レジストの安定した現像特性が
得られる。したがって、二層レジスト構造で安定したレ
ジスト・マスク・パターンが得られる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する０本発明における二層レジスト構造は従来と同じ
ものであるため、第３図（α）〜（ｃ）　Ｋ示した断面
図を用いて説明する。実施例に用いたレジストについて
は、上層レジストおとしてホトレジスト・マイクロポジ
ット１３００　（シプレーコ−ホＶ−ジョン製）を、下
層のＤｅｅｐ−Ｗレジスト３４として０ＤＵＲ−１０１
３（東京応化製）を用いた・上層レジスト羽の膜厚は０
．５μ惰、下層レジスト調の膜厚は１．０都である。ホ
トマスク３２を上層レジスト３３に施こし、ＵＶ光３１
を用いて上層レジスト羽に露光した後、指定された現像
液（マイクロポジットデベロッパー）で現像して第３図
（６）のパターン３３を得た。これにＤ＃＋１ｊ）−Ｕ
Ｖ光蕊を照射した後、本発明になるＭＩＢＫとＩＰＡの
混合現像液により下層レジストを現像した。この時適当
なＭＩＢＫ＃１度の現像液を使用することによｐ上・下
層混合層の除去と下層レジストの現像とが行なわれ、レ
ジストパターン３４（第３図（Ｃ））が形成された。な
お、この時現像液中のＭＩＢＫ濃度が濃すぎると下層レ
ジストも溶解してしまい形状の良いレジストパターン奢
形成することができなくなり、逆にＭＩＢＫ濃度が薄す
ぎると上・下層レジスト混合中間層が除去できず、レジ
ストパターンの形成ができなくなる。したがって、現像
液中のＭＩＢＫ１１度に適当な範囲が存在する。第４図
は下層レジスト膜厚１μｍ、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光時間１
５秒としたときの現像液中のＭＩＢＫ　６１度と現像時
間との関係を示したものである。ＭＩＢＫａ度が５５チ
以下では、混合中間層の除去が不完全となる。また９０
１ｓ以上では形状の良いレジストパターンを得ることは
困難である。

したがって、下層レジスト現像液中のＭＩＢＩ１１度と
して５５％から９０ｔｓ未満のものが、下層レジスト現
像液として適している。この範囲の現像液を用いること
により下層レジストのパターン化が可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べた通り、本発明によれば二層レジスト構
造法において、下層レジスト現像液としてＭＩ　ＢＫと
ＩＰＡの混合液を用い溶液中のＭＩＢＫ＃度の範囲を５
５−以上９０％未満にすることによシ、混合中間層の除
去と下層レジストの現像とを同時に行なうことができ、
安定した下層レジストパターンの形成ができる。また、
下層レジスト膜厚を変えた場合にも、露光時間を変える
ことにより上記と同じ条件が使用できるのはいうまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ロ）は従来技術のレジストパターンの一例を示
す断面図、（ｂ）は同平面図、第２図（α）は三層構造
の一例を示す断面図、（６）は同平面図、第３図（−〜
（６）は二層レジスト構造の成形工程を工程順に示す断
面図、第４図は二層レジスト構造における下層レジスト
現像液のＭＩ　ＢＫ濃度と現像時間の関係を示す図であ
る。 ３１・・・紫外光、３２・・・マスク材、羽・・・上層
レジスト、腕・・・下層レジスト、羽・・・基板、蕊・
・・段差部特許出願人　日本電気株式会社 オ　１　図 オ　２　図 ７１−３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上層レジストを紫外光レジスト、下層レジストを
   遠紫外光レジストにて形成し、かつ上層レジストパター
   ンを下層レジストパターン形成時のマスクとして使用す
   る二層レジスト構造の成形工程において、メチル・イソ
   ・ブチル・ケトン溶液とイソプロピルアルコール溶液と
   の混合液からな９、かつメチル・イソ・ブチル・ケトン
   溶液割合が５パ一セント以上（資）パーセント未満とし
   た現偉液を下層レジストの現像に用いることを特徴とす
   るパターン形成方法。