JPS63271925A - 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、被蝕刻基板に微細なパターンを形成するため
の蝕刻マスクである感光性樹脂膜パターンを形成するパ
ターン形成方法に関するものである。

従来の技術 従来第２図に示すように被蝕刻基板１１上にたとえばポ
ジ型感光性樹脂膜１２を形成し、所定のパターンを有す
るマスク２ｏを用いて、前記感光性樹脂膜１２に選択的
に感光光ｅ１を照射し、前記感光性樹脂膜１２に感光反
応を起こさせた後、所定の現像処理を行ない前記感光領
域の感光性樹脂膜１３を除去して所定のパターンを形成
する（Ｂ）。

また感光性樹脂膜１２がネガ型の場合には前記ポジ型と
は逆に現像処理により非感光領域のネガ型感光性樹脂膜
を除去して、所定のパターンを形成する。かかる方法で
はパターンエツジでの回折の影響により微細パターン程
、透過光の強度が弱くなり現像後も感光性樹脂膜１４が
残留し、パターン形成でき々くなるという問題があった
。

近年、より微細なパターンを形成する方法として、感光
性樹脂膜上に照射光のコントラストを改善するため薄膜
を形成する方法、あるいは第３図に示すように第１の感
光性樹脂膜あるいは高分子樹脂膜の第１層膜１６を形成
し、次に前記第１層の蝕刻マスクとなる中間層１６を形
成し、さらに重ねて第２の感光性樹脂膜１７を形成する
方法が提案されている。前者の方法ではコントラスト改
善薄膜層により下層の感光性樹脂膜自体への照射のコン
トラストは改善され、パターン形状および解像度はけ改
善されるが、マスクを透過した光のコントラストは従来
と同じであり、微細パターンの回折光による強度の劣化
は改善されず、光学系に依存する限界解像度は改善され
ない。

第３図に示す３層膜による方法では、第２の感光性樹脂
膜１７に所定のパターンを有するフォトマスクを通して
、選択的に感光光１１を照射し、現像処理により第２の
感光性樹脂膜１７に所定のパターンを形成した後、前記
パターンを食刻マスクとして中間層１６を蝕刻し、次に
中間層１６をマスクとして第１層膜１６を蝕刻する。か
かる方法では第２の感光性樹脂膜１７へのパターン形成
は通常の方法であるので、限界解像度は光学系および感
光性樹脂膜の解像度により決定される。

発明が解決しようとする問題点 上述したように感光性樹脂膜の感光光、いわゆる照射光
を所定のパターンを有するフォトマスクを通して感光性
樹脂膜に照射するパターン形成方法においては、パター
ン巾が微細になってくるとパターン端部での回折光の影
響により前記照射光のフォトマスクの透過光量が劣化す
る。したがって前記感光性樹脂膜への照射光量が開孔パ
ターン巾が微細になる程少なるため、感光性樹脂膜への
微細パターンの形成には照射時間を長くする必要がある
。しかし、照射光を長くすると、開孔部の広いパターン
部の照射量の増加、および本来、フォトマスクでじゃへ
いされ、照射されるべきでない領域への照射光のまわり
込み量が多くなり、パターン形成特性が悪くなるという
問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するため、被蝕刻基板上に、
同一タイプの感光性樹脂膜を二層形成し、かつ前記二層
膜の中間に中間層として、前記二層膜の塗布形成時の混
合防止、前記感光性樹脂膜の現像制御および上層の感光
性樹脂膜の除去時に下層の感光性樹脂層を保護するため
に形成した三層構造を形成する。前記三層構造へのパタ
ーン形成は、前記三層構造へ最終的に形成するパターン
の隣接するパターンを異なる２種類以上のフォトマスク
に形成した第１および第２の７オトマスクを用いて行な
う。まず第１のフォトマスクを通して、前記感光性樹脂
膜の感光光を照射する。照射光量は前記三層構造の上層
部の感光性樹脂膜に現像処理によシバターン形成可能な
最小光量とする。次に前記異なるパターン、すなわち、
最終パターンに対して、前記フォトマスクが有していな
いパターンを有する第２のフォトマスクを通して、前記
三層構造の下層膜に現像処理によりパターン形成可能な
照射光量を照射する。次に前記三層構造の上層部の感光
性樹脂膜および中間層を除去したのち、前記感光性樹脂
膜の現像液により、下層部の感光性樹脂膜を現像処理し
、前記三層構造の下層部の感光性樹脂膜に前記膜に前記
二種類めフォトマスクのパターンを合成したパターンを
有する感光性樹脂膜パターンを形成する。

作　　用 本発明の方法では、隣接するパターンを異なるフォトマ
スクに形成し、それぞれのフォトマスクを通して、別々
に感光性樹脂膜の感光光を三層構造に照射する。三層構
造の上層部の感光性樹脂膜は前記異なるフォトマスクの
どちらかにより感光されるため、被蝕刻基板上で全面に
わたり、感光反応を起こす。しかし、下層部は前記異な
るフォトマスクにより重複照射された領域のみ感光反応
が起こるため、前記三層構造の上層部および中間層を除
去した後現像処理することにより下層部に前記異なるパ
ターンを有するフォトマスクの合成パターンを形成する
ことができる。

上記本発明の方法では、感光性樹脂膜に形成されるパタ
ーンの端部は異なるフォトマスクにより照射形成される
ため、感光性樹脂膜への感光光により照射されるパター
ン巾は実質的に広く形成することができる。したがって
従来例と異なり、パターン端部の回折光により、開孔部
での照射光量が少なくという問題がなくなり、微細パタ
ーンでもパターン巾の大きいパターンでも同一の光量で
形成することができる。

実施例 本発明をポジ型感光性樹脂膜に適用した一実施例を第１
図とともに説明する。

被蝕刻半導体基板１上に下層部としてポジ型感光性樹脂
膜２を形成する。次にポジ型感光性樹脂膜２と混合せず
、かつ感光性樹脂膜２に感光反応を起こさせず、かつ感
光基を破壊しない条件で、たとえば高分子膜などの中間
層３を形成する。次に中間層３上に上層部としてポジ型
感光性樹脂膜４を形成し三層構造を形成する。次に所定
の第１のパターンを有するフォトマスク６を用いて、三
層構造の感光性樹脂膜に第１の感光光Ｘを照射する。照
射量は上層部の感光性樹脂膜の照射領域６を現像可溶性
とし、かつ、下層部の感光性樹脂膜は非可溶性となる条
件とする。次に前記と異なる第２のパターンを有するフ
ォトマスク７を用いて、前記三層構造の感光性樹脂膜に
第２の感光光Ｙを照射する。照射量は上層部の感光性樹
脂膜の照射領域８を現像溶液可溶性とするとともに、第
１の感光光照射領域と重複照射された下層部の感光性樹
脂膜の照射領域９が現像溶液可溶性となる条件とする。

次に前記上層部の感光性樹脂膜４および中間層の高分子
膜３を現像溶液あるいは他の有機溶剤で除去する。次に
通常の現像処理にょシ前記第２の感光光により照射され
た領域９を溶解除去し、下層部の感光性樹脂膜２に所定
のパターンを形成する（第１図Ｄ）。

上記実施例において、第１の感光光照射後、上層部の感
光性樹脂膜を現像処理し、第１の感光光照射領域を溶解
除去し、第１のフォトマスクパターンを上層部の感光性
樹脂膜に転写形成後、第２の感光光を照射しても良いこ
とはいうまでもない。

また、上記実施例において、開孔部パターンを反転した
フォトマスクを用い、かっポジ型感光性樹脂膜のかわり
にネガ型感光性樹脂膜を用い、上層部の除去を有機溶剤
で行なっても良いことはいうまでもない。

また上層部への感光光の照射を異なるパターンを有する
複数個のフォトマスクを行なってもよい。

上層部および下層部として感度の同じ感光性樹脂膜を同
一膜厚形成することにより、第１および第２の照射光量
が同一で容易にパターン形成することができる。

発明の効果 本発明の方法によれば、微細な開孔部の端部を異なるフ
ォトマスクを用い、かつ二回以上の感光光の照射により
感光性樹脂膜に形成するため、従来と異なり、開孔部の
両端の回折光の干渉により、開孔部の透過光量が劣化す
るという問題がなく、照射光の光学系の解像度以上の微
細なパターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法を説明するための工程断
面図、第２図および第３図は従来方法を説明するための
工程断面図である。 １・・・・・・基板、２，４・・・・・・ポジ型感光性
樹脂、３・・・・・・中間層、６，７・・・・・・フォ
トマスク、６，８゜９・・・・・・照射領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被蝕刻基板上に第１の感光性樹脂膜を形成し、次に前
   記感光性樹脂膜と相互溶解せず、かつ前記感光性樹脂膜
   の感光領域の光を透過する薄膜を中間層として重ねて形
   成し、さらに前記第１の感光性樹脂膜と同一タイプの第
   ２の感光性樹脂膜を形成して三層膜を形成する工程と、
   前記三層膜の第１の領域に第１の感光光照射を行ない、
   前記第２の感光性樹脂膜に感光反応を起こさせる工程と
   、前記三層膜の第２の領域に第２の感光光照射を行ない
   、前記第１と第２の領域の重複した領域の第１の感光性
   樹脂膜に感光反応を起こさせる工程と、前記第２の感光
   性樹脂膜および前記中間層を除去したのち、前記第１の
   感光性樹脂膜に所定のパターンを形成するようにしたパ
   ターン形成方法。