JPS60200253A - 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の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、牛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、エツチング後のパターン形状や、パター
ン精度はマスクとなる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（
牛導体素子、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１３
上に多数存在する。このような段差部１２で杜ホトレジ
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（ｂ）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１
２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（α）　、　（ｂ）に示
すような三層構造法が開発された（たとえば、ジエー・
エム・モラントテー・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、１
６巻６号１６２０頁から１６２４頁（１９７９年）の文
献）、この方法は、段差のあるサンプル表面に、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、８　ｔ　Ｏｓ　）を付け、その上にパターン
形成するホトレジスト２１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鎌、中
間マスク材２２をエツチングする・このあと中間マスク
材２２をマスクとして酸素ガスの反応性イオンエツチン
グにより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
ーン詔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ｎを反応性イオンエツチングにより除去する
ため基板スの表面にイオン衝撃による欠陥を発生させる
欠点があシ、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、二１１１１の露光波長、紫外線（ＵＶ
）と遠紫外線（Ｄａｍｐ　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
・ピー・アイ・イー、１７４巻デベ臣ツプメンッ・イン
・セミコンダクタ・マイクロリソグラフィＩＶの１１４
頁〜１２１真に発表した文献）、第３図（α）〜（６）
はこの方法の概略図である。

基板お上の段差部３６を覆うように下層レジスト（Ｄａ
ｍｐ−ＵＶレジスト）３４を塗布し、その上に上層レジ
スト（ＬＩＶ−レジスト）３３を塗布する。このサンプ
ルにマスク材３２を施こし、ＵＶ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）　）　、との
ＵＶレジストはＤａｍｐ−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３３をマス
クにして下層レジスト３４をＤａｍｐ−ＵＶ光３７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、またプロ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
混合することによシ、上層レジストと下層レジストが混
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成形し、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、アセトン溶
液とイソプルピルアルコール溶液との混合液からなシ、
かつアセトン溶液の割合がおパーセント以上器パーセン
ト未満とした現像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である。

本発明は、上述の構成をとることによシ従来技術の問題
点を解決した。上層レジストと下層レジストを溶解でき
る溶媒としてアセトン溶液を、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ロピ
ルアルコール（ＩＰＡ）を用い、アセトンをＩＰＡに対
して３５％以上８ｏ−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社従来と同じ
ものであるため、第３図６））〜（１５）に示した断面
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、上層レジスト羽としてホトレジストｌ１ｆｆイクロ
ボジツト１３００　（シプレーコーポレーション製）を
、下層のＤ＄＃ｊｌ−ＵＶレジストＵとして０ＤＵＲ−
１０１３（東京応化製）を用いた。上層レジストリ膜厚
は０．５μ溝、下層レジストの膜厚は１．０１ｂｍであ
る。ホトマスク３２を上層レジストｉに施こし、ＵＶ光
３１を用いて上層レジスト３３に露光した隈、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（ｂ）のパターン羽を得た。これにＤａｍｐ−Ｗ
光％を照射した後、本発明になるアセトンとＩＰＡの混
合現像液にょ９下層レジストを現像した。この時適当な
アセトン濃度の現像液を使用することにより、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
、この時現像液中のアセトン濃度が濃すぎると現像時間
が極端に短かくなシ、安定したレジストパターンを形成
することができなくな９、逆にアセトン濃度が薄すぎる
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ナル・したがって現像液中の
アセトン濃度に適当な範囲が存在する。第４図は下層レ
ジスト膜厚１紬ｅ　Ｄｅｅｐ−Ｕｑ露光時間１２秒とし
たときの現像液中のアセトン濃度と現像時間との関係を
示したものである。アセトン濃度が３０ｑ６以下では混
合中間層の除去が不完全となる。ｔた８０％以上では現
像時間が５秒以下となり、安定なレジストパターンを得
ることが困難になる。したがって、下層レジスト現像液
中のアセトン濃度として３５ｑｂから８０％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シ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シ、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アセトンとＩ
ＰＡの混合液を用い、溶液中のアセトン濃度の範囲を３
５−以上８０チ未滴にすることにより、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、
安定した下層レジメ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
とによシ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（菊は従来技術のレジストパターンの一例を示す
断面図、（６）は同平面図、第２図（（１）は三層構造
の一例を示す断面図、（ｂ）は同平面図、第３図（α）
〜（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
ト現像液のアセトン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、３３・・・上
層レジスト、腕・・・下層レジスト、３５・・・基板、
蕊・・・段差部特許出願人　日本電気株式会社 ７１−１　図 オ　２　図 ２１ オ　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成形し、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、アセトン溶液
   とイングロビルアルコール溶液との混合液からなシ、か
   つアセトン溶液の割合がおパーセント以上器パーセント
   未満とした現像液を下層レジスト現像に用いることを特
   徴とするパターン形成方法。