JPH0241741B2 - - Google Patents

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JPH0241741B2
JPH0241741B2 JP57179325A JP17932582A JPH0241741B2 JP H0241741 B2 JPH0241741 B2 JP H0241741B2 JP 57179325 A JP57179325 A JP 57179325A JP 17932582 A JP17932582 A JP 17932582A JP H0241741 B2 JPH0241741 B2 JP H0241741B2
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pattern
resist
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positive
resist film
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C5/00Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
    • G03C5/08Photoprinting; Processes and means for preventing photoprinting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターン形成方法に関し、さらに詳し
くいえば、紫外線照射量の多寡によつてネガ型及
びポジ型双方のレジストパターンを形成しうるレ
ジストによるパターン形成方法に関するものであ
る。
近年、半導体集積回路の微細化や高集積化など
に伴い、微細加工技術はますます高度化、複雑化
され、それに用いる材料も従来にない厳しい特性
や、あるいは新しい機能や特性などが要求されつ
つある。例えばリソグラフイーに用いるレジスト
においては、適用される放射線の種類が紫外線か
ら遠紫外線、電子線あるいはX線へと広はんにわ
たり、また適用される工程が湿式から乾式へと開
発、実用化されるにつれて、要求される性質や特
性も感度、解像力、純度、接着性などの従来の項
目のみでは不十分となり、別に耐プラズマ性、耐
熱性、耐溶剤性など新しい項目や従来問題となら
なかつた項目が要求されるようになり、これらの
要求を満した新規な物質や新しい組成を有する材
料、あるいはそのパターン形成方法などの開発が
要求されている。
本発明者らは、このような事情に鑑み、新しい
機能や性質を有する優れたレジストやそのパター
ン形成方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明は、比較的少量の紫外線照射
量によつてポジ型パターンが、そのほぼ倍量の紫
外線照射量によつてネガ型パターンが形成可能な
レジストによるパターンを形成するに当り、レジ
スト膜上の紫外線照射パターンの位置を移動さ
せ、該レジスト膜に紫外線を段階的に照射して選
択的に紫外線照射量を異ならしめたのち、現像処
理することによつてポジ型及びネガ型双方のレジ
ストパターンを形成することを特徴とするパター
ン形成方法を提供するものである。
本発明方法において用いるレジストとしては、
一般式 (式中のAはO,S,S2,SO2又はCH2の原子
又は置換基、Xは水素原子又は塩素原子である) で表わされるビスアジド化合物及びO−ナフトキ
ノンジアジド系ポジ型レジストを実質的に含有す
る感光性組成物を好ましく挙げることができる。
前記の一般式()で示されるビスアジド化合
物は、分光波長200〜330nmの遠紫外線(Deep
UV)照射で感光する架橋性化合物であつて、例
えば4,4′−ジアジドジフエニルエーテル、4,
4′−ジアジドジフエニルスルフイド、4,4′−ジ
アジドジフエニルスルホン、3,3′−ジアジドジ
フエニルスルホン、4,4′−ジアジドジフエニル
メタン、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアジドジ
フエニルメタン、4,4′−ジアジドジフエニルジ
スルフイドなどを挙げることができ、これらは単
独で用いてもよいし、あるいは2種以上混合して
用いてもよい。また、前記のビスアジド化合物の
中で特に4,4′−ジアジドジフエニルスルフイド
が、ネガ型として感度が高くて、γ値や解像度が
優れている点で好適である。
また、前記の感光性組成物に含有されるO−ナ
フトキノンジアジド系ポジ型レジストは、ホルム
アルデヒドとフエノール類から得られるノボラツ
ク樹脂などと、O−ナフトキノンジアジド誘導体
とから製造され、分光波長200〜500nmの紫外線
(UV)によつて感光、可溶化するポジ型レジス
トであつて、市販のもの、例えばOFPRシリーズ
(東京応化工業(株)製)、AZシリーズ(ヘキス
ト社製)、KPRシリーズ(コダツク社製)、HPR
シリーズ(ハントケミカル社製)、マイクロポジ
ツト(シプレー社製)などを利用することができ
る。
このO−ナフトキノンジアジド系ポジ型レジス
トと前記の一般式()で表わされるビスアジド
化合物との混合割合は、使用目的や性能などを考
慮して選択されるが、通常O−ナフトキノンジア
ジド系ポジ型レジストの固形分100重量部に対し
て、ビスアジド化合物が0.1〜50重量部の範囲で
あることが望ましく、さらに好ましくは10〜20重
量部の範囲である。
本発明方法において用いる感光性組成物は、通
常の紫外線露光ではポジ型の性質を示し、過剰の
紫外線露光ではネガ型の性質を示す。
このような性質の具体的な1例として、O−ナ
フトキノンジアジド−ノボラツク系ポジ型レジス
ト溶液から成るOFPR−800(東京応化工業(株)
製)に、その固形分に対し4,4′−ジアジドジフ
エニルスルフイド0.5、10及15重量%を溶解した
本発明の感光性組成物に、次のようにして紫外線
を露光して得られた感度曲線を第4図に示す。す
なわち、前記の感光性組成物をスピンナーを用い
てシリコンウエハー上に塗布したのち、乾燥器で
85℃の温度において30分間プレベークして膜厚約
1.3μmのレジスト膜を形成し、その上にガラス製
ステツプタブレツトを介してPLA−500F露光機
(キヤノン(株)製)により紫外線で露光したの
ち、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液から成るOFPR−800用現像液NMD−3(東京
応化工業(株)製)用いて23℃の温度で1分間現
像し、各ステツプの残膜率を測定して感度曲線を
得た。
第4図から判るように、本発明に使用される感
光性組成物は、通常の紫外線露光では先ずポジ型
パターンを形成し、過剰の紫外線露光ではネガ型
パターンを形成する。このはポジ型であるナフト
キノンジアジド系レジストの分光感度波長が200
〜500nm、ネガ型であるビスアジド化合物のそれ
が200〜330nmであるのに対し、紫外線露光の照
射波長が280〜600nm、石英及びガラスの透過波
長がそれぞれ150〜1,000nm及び300〜1,
000nmであつて、紫外線に対してポジ型のナフト
キノンジアジド系レジストの感度が十分に高いの
に対し、ネガ型であるビスアジド化合物の感度が
極めて低いことに起因する。
次に本発明のパターン形成法について、その実
施態様の1例を示すと、先ずスピンナーなどを用
いてシリコンウエハーのような基板上に前記の感
光性組成物を塗布したのち、乾燥して厚さ0.1〜
2μmのレジスト膜を形成する。このレジスト膜
上に、ガラス製マスクなどを介してポジ型レジス
トパターン形成可能な比較的少量の紫外線を2回
照射したのち、現像することによつてレジストパ
ターンを形成する。この場合、レジスト膜及びマ
スクを固定して2回照射した場合、紫外線が照射
された部分及び照射されない部分の双方とも現像
液で溶解せず、したがつてパターンは形成されな
いが、1回目と2回目でレジスト膜又はマスクの
位置若しくはその両方の位置を変化させて紫外線
を照射することによつて、レジスト膜上に紫外線
がまつたく照射されない部分、1回照射された部
分及び2回照射された部分の3部分が生じた場
合、現像によつてそれぞれ不溶部分(ネガ型)、
溶解部分(ポジ型)及び不溶部分(ネガ型)とな
つて、ポジ型及びネガ型双方のレジストパターン
が得られる。これについてラインアンドスペース
を有するマスクを用いて第1図、第2図及び第3
図により説明する。
第1図における符号1は第1回目の紫外線照射
の際のマスクの位置、符号2は第2回目の照射の
際のマスクの位置であり、Iはレジスト不溶部、
Sはレジスト可溶部である。
第1図Aはマスクを固定したまま、紫外線が2
回照射された場合であつて、マスクのライン及び
スペースに対応するレジスト膜の部分は、それぞ
れ紫外線未照射による現像液不溶部分すなわちポ
ジ型レジストパターンのライン、及び紫外線照射
による現像液不容部分すなわちネガ型レジストパ
ターンのラインとなり、結果として全体的に現像
液不溶部分でパターンは形成されない。
第1図Bは、第1回目の紫外線照射を行つたの
ち、ライン又はスペースの線巾の1/2の距離だけ
マスク又はレジスト膜を同一平面上で平行移動さ
せて第2回目の紫外線照射を行つた場合であつ
て、第1回目のマスクのラインと第2回目のマス
クのスペースが重なつた部分、第1回目と第2回
目でライン同士が重なつた部分及びスペース同士
が重なつた部分に対応するレジスト膜の部分は、
それぞれ紫外線1回照射による現像液可溶部分す
なわちポジ型レジストパターンのスペース、紫外
線未照射による現像液不要部分すなわちポジ型レ
ジストパターンのライン、及び紫外線2回照射に
よる現像液不溶部分すなわちネガ型レジストパタ
ーンのラインとなり、結果として全体的に第2図
に示すように、マスクの線巾の1/2の線巾をもつ
ラインアンドスペースのレジストパターンが得ら
れる。第2図及び第3図における符号S1,L1
それぞれ第1回目の照射の際のスペースとライン
を示し、符号S2,L2は第2回目の照射の際のス
ペースとラインを示す。
第1図Cは、マスクの移動を線巾と同じ距離に
平行移動した場合であつて、レジスト膜上の紫外
線を照射された部分は、第1回目はマスクのライ
ンに対応し、第2回目はそれのスペースに対応
し、何れの部分においても1回分の紫外線照射量
となり、全面的に現像液に可溶であつてパターン
は形成されない。
第3図は、第2回目照射時のマスクの移動を、
第1回目に対し同一平面上で90度回転した場合で
あつて、市松模様のレジストパターンが得られる
ことを示している。
本発明のパターン形成方法によると、ラインア
ンドスペースのマスクパターンにおける線巾の1/
2の線巾をもつラインアンドスペースのレジスト
パターンを形成することができ、またラインアン
ドスペースのマスクパターンにより、市松模様の
レジストパターンなども形成することができる。
次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。
実施例 1 ナフトキノンジアジド−ノボラツク系レジスト
溶液から成るOFPR−800((東京応化工業(株)
製)に、その固形分に対し、4,4′−ジアジドジ
フエニルスルフイド15重量%を添加して溶解した
のち、孔径0.2μmのフイルターでろ過して感光性
組成物を調製した。
この組成物をスピンナーを用いてシリコンウエ
ハー上に塗布したのち、乾燥器で85℃、30分間プ
レベークして膜厚約1.3μmのレジスト層を形成し
た。このレジスト層に、線巾4μmのパターンを
有するガラス基板のクロムテストチヤートを介し
て紫外線を30秒間露光した。次いでアライメント
装置によつてシリコンウエハーを距離2μmずら
して同じクロムテストチヤートを介して紫外線を
30秒間露光した。その後、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液から成るOFPR−800用
現像液NMD−3(東京応化工業(株)製)を用
いて23℃、1分間現像したところ、2μmのライ
ンアンドスペースのレジストパターンが得られ
た。
実施例 2 実施例1において、シリコンウエハーを距離
2μmずらす代りに、同一平面上で90度回転した
以外は実施例1とまつたく同様にして市松模様を
有するレジストパターンを得た。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施態様の1例を示す説明図で
あつて、第1図は紫外線及びマスクの配置と、そ
れらに対応するレジスト膜上の紫外線照射量及び
現像時のレジスト可溶性の関係を示し、第2図及
び第3図は形成されたパターンの例(平面図)を
示す。また、第4図は本発明方法において用いた
感光性組成物に紫外線を照射したときの露光時間
と残膜率との関係を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 比較的少量の紫外線照射量によつてポジ型パ
    ターンが、そのほぼ倍量の紫外線照射量によつて
    ネガ型パターンが形成可能なレジストによるパタ
    ーンを形成するに当り、レジスト膜上の紫外線照
    射パターンの位置を移動させ、該レジスト膜に紫
    外線を段階的に照射して選択的に紫外線照射量を
    異ならしめたのち、現像処理することによつてポ
    ジ型及びネガ型双方のレジストパターンを形成す
    ることを特徴とするパターン形成方法。 2 紫外線照射パターンがラインアンドスペース
    である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 レジスト膜上の紫外線照射パターンの位置移
    動がラインアンドスペースにおける線巾の1/2の
    平行移動である特許請求の範囲第2項記載の方
    法。 4 レジスト膜上の紫外線照射パターンの位置移
    動がたがいに直角方向である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 5 レジストが一般式 (式中のAはO,S,S2,SO2又はCH2の原子
    又は置換基、Xは水素原子又は塩素原子である) で表わされるビスアジド化合物及びO−ナフトキ
    ノンジアジド系ポジ型レジストを実質的に含有す
    る感光性組成物である特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 6 ビスアジド化合物が4,4′−ジアジドジフエ
    ニルエーテル、4,4′−ジアジドジフエニルスル
    フイド、4,4′−ジアジドジフエニルスルホン、
    3,3′−ジアジドジフエニルスルホン、4,4′−
    ジアジドジフエニルメタン、3,3′−ジクロロ−
    4,4′−ジアジドジフエニルメタン、4,4′−ジ
    アジドジフエニルジスルフイドから成る群の中か
    ら選ばれた少なくとも1種の化合物である特許請
    求の範囲第5項記載の方法。
JP57179325A 1982-10-13 1982-10-13 ポジ型及びネガ型パタ−ンの同時形成方法 Granted JPS5968737A (ja)

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US07/161,213 US4797348A (en) 1982-10-13 1988-02-17 Method of forming a positive resist pattern in photoresist of o-naphthoquinone diazide and bisazide with UV imaging exposure and far UV overall exposure

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