JP2712407B2 - ２層フォトレジストを用いた微細パターンの形成方法 - Google Patents
２層フォトレジストを用いた微細パターンの形成方法Info
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- JP2712407B2 JP2712407B2 JP63273613A JP27361388A JP2712407B2 JP 2712407 B2 JP2712407 B2 JP 2712407B2 JP 63273613 A JP63273613 A JP 63273613A JP 27361388 A JP27361388 A JP 27361388A JP 2712407 B2 JP2712407 B2 JP 2712407B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置等の製造方法に関し、特に、フォ
トリソグラフィ工程における微細パターンの形成方法に
関する。
トリソグラフィ工程における微細パターンの形成方法に
関する。
従来、この種のフォトリソグラフィ工程での微細パタ
ーン形成方法は、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すように、
シリコン基板（あるいはシリコン酸化膜）１上に、高解
像度ポジ型フォトレジスト13を通常１μｍ以上の所望の
膜厚に塗布し、90〜100℃の窒素または空気雰囲気中で
１〜２分間プリベークした後（第３図（ａ））、ステッ
パー等の目合露光機により、フォトマスク（あるいはレ
ティクル）７をマスクにｇ線等の紫外線（以下UV光とも
いう）６を照射するとポジ型フォトレジストはアルカリ
可溶性になる（第３図（ｂ））。次に、ポジレジスト現
像液であるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド水溶液で60秒現像すると、微細フォトレジストパター
ンが形成され、次に、フォトレジストとシリコン酸化膜
等の密着性を向上させるためポストベークを130〜140℃
で20〜40分行ない、シリコン基板（シリコン酸化膜）１
を微細加工する時のマスクが形成される（第３図
（ｃ））。
ーン形成方法は、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すように、
シリコン基板（あるいはシリコン酸化膜）１上に、高解
像度ポジ型フォトレジスト13を通常１μｍ以上の所望の
膜厚に塗布し、90〜100℃の窒素または空気雰囲気中で
１〜２分間プリベークした後（第３図（ａ））、ステッ
パー等の目合露光機により、フォトマスク（あるいはレ
ティクル）７をマスクにｇ線等の紫外線（以下UV光とも
いう）６を照射するとポジ型フォトレジストはアルカリ
可溶性になる（第３図（ｂ））。次に、ポジレジスト現
像液であるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド水溶液で60秒現像すると、微細フォトレジストパター
ンが形成され、次に、フォトレジストとシリコン酸化膜
等の密着性を向上させるためポストベークを130〜140℃
で20〜40分行ない、シリコン基板（シリコン酸化膜）１
を微細加工する時のマスクが形成される（第３図
（ｃ））。
上述した従来の微細パターン形成方法は、高解像度ポ
ジ型フォトレジストを単層で用いているため、フォトレ
ジスト膜厚が１μｍ以上と厚くなると、フォトレジスト
表面近くからフォトレジスト底面部になるにつれUV光線
の照射量が順次減衰し、ポジレジストをアルカリ可溶性
にするエネルギーも減少し、フォトレジスト断面形状は
第３図（ｃ）に示されるようにテーパー形状を有するよ
うになるため、寸法の制御性が悪く、微細化を阻害する
という欠点がある。
ジ型フォトレジストを単層で用いているため、フォトレ
ジスト膜厚が１μｍ以上と厚くなると、フォトレジスト
表面近くからフォトレジスト底面部になるにつれUV光線
の照射量が順次減衰し、ポジレジストをアルカリ可溶性
にするエネルギーも減少し、フォトレジスト断面形状は
第３図（ｃ）に示されるようにテーパー形状を有するよ
うになるため、寸法の制御性が悪く、微細化を阻害する
という欠点がある。
また、第３図の従来例のように、基板に段差を持つ場
合には、段差の部分においては、フォトレジスト膜厚が
厚くなり、基板凹部開口部15と基板凸部開口部16を同時
に開口する場合、開口部15と開口部16の間では加工寸法
が異なり、加工精度を低下させるという欠点がある。
合には、段差の部分においては、フォトレジスト膜厚が
厚くなり、基板凹部開口部15と基板凸部開口部16を同時
に開口する場合、開口部15と開口部16の間では加工寸法
が異なり、加工精度を低下させるという欠点がある。
本発明の２層フォトレジストを用いた微細パターンの
形成方法は、 表面に凹凸のある基板上に第１層ポジ型フォトレジス
トを形成する工程と、前記第１層ポジ型フォトレジスト
の全面に紫外線を照射する工程と、この照射された第１
層ポジ型フォトレジストを前記基板の凸部表面が現れる
程度に除去することにより、前記基板の表面凹部に前記
照射された第１層ポジ型フォトレジストの一部を残して
前記基板の表面を平坦化する工程と、この平坦化された
表面に第２層ポジ型フォトレジストを形成する工程と、
前記第２層ポジ型フォトレジストに選択的に紫外線を照
射する工程と、ポジ型フォトレジスト用現像液を用いて
現像し、前記基板の凹部の一部分および前記基板の凸部
の一部分をそれぞれ露出する工程と、を有している。
形成方法は、 表面に凹凸のある基板上に第１層ポジ型フォトレジス
トを形成する工程と、前記第１層ポジ型フォトレジスト
の全面に紫外線を照射する工程と、この照射された第１
層ポジ型フォトレジストを前記基板の凸部表面が現れる
程度に除去することにより、前記基板の表面凹部に前記
照射された第１層ポジ型フォトレジストの一部を残して
前記基板の表面を平坦化する工程と、この平坦化された
表面に第２層ポジ型フォトレジストを形成する工程と、
前記第２層ポジ型フォトレジストに選択的に紫外線を照
射する工程と、ポジ型フォトレジスト用現像液を用いて
現像し、前記基板の凹部の一部分および前記基板の凸部
の一部分をそれぞれ露出する工程と、を有している。
第１層ポジ型フォトレジストに全面に紫外線を照射し
て、その後第２層ポジ型フォトレジストを塗布した後、
選択的に紫外線を照射することにより、パターン形成す
るための必要紫外線エネルギーが少なくてもポジレジス
トをアルカリ可溶性にすることができ、これにより、第
１層ポジ型フォトレジストの断面を垂直に形成すること
ができる。
て、その後第２層ポジ型フォトレジストを塗布した後、
選択的に紫外線を照射することにより、パターン形成す
るための必要紫外線エネルギーが少なくてもポジレジス
トをアルカリ可溶性にすることができ、これにより、第
１層ポジ型フォトレジストの断面を垂直に形成すること
ができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
るが、その前に、第１図（ａ）〜（ｅ）を用いて、本発
明に対する参考例について説明する。
るが、その前に、第１図（ａ）〜（ｅ）を用いて、本発
明に対する参考例について説明する。
第１図（ａ）において、シリコン基板（またはシリコ
ン酸化膜）１は、表面に段差約0.3μｍ、巾１〜２μｍ
程度の凹凸の断面を有している。第１層ポジ型フォトレ
ジスト２は、ノボラック樹脂を主成分とするフォトレジ
ストであり、所望の膜厚の約半分である0.5μｍ程度に
なるよう、回転数および粘度を選定し塗布する。塗布
後、基板１とともに第１層フォトレジスト２を90〜100
℃の窒素または空気のガス雰囲気中で１〜２分プリベー
クし、第１層フォトレジスト中の溶媒を蒸発させフォト
レジスト膜を安定化させる。
ン酸化膜）１は、表面に段差約0.3μｍ、巾１〜２μｍ
程度の凹凸の断面を有している。第１層ポジ型フォトレ
ジスト２は、ノボラック樹脂を主成分とするフォトレジ
ストであり、所望の膜厚の約半分である0.5μｍ程度に
なるよう、回転数および粘度を選定し塗布する。塗布
後、基板１とともに第１層フォトレジスト２を90〜100
℃の窒素または空気のガス雰囲気中で１〜２分プリベー
クし、第１層フォトレジスト中の溶媒を蒸発させフォト
レジスト膜を安定化させる。
次に、第１図（ｂ）に示すように、平行な紫外線を用
いた露光機で、第１層ポジ型フォトレジストを塗布した
基板上を均一に短時間照射する。これにより、アルカリ
可溶性ポジ型フォトレジスト４が得られる。
いた露光機で、第１層ポジ型フォトレジストを塗布した
基板上を均一に短時間照射する。これにより、アルカリ
可溶性ポジ型フォトレジスト４が得られる。
次に、第１図（ｃ）のように、第２層ポジ型フォトレ
ジスト５を所望の膜厚の約半分である0.5μｍ程度塗布
し、基板の凹凸に影響されず第２層ポジ型フォトレジス
ト表面が平坦になるように塗布し、第１層ポジレジスト
と同様の条件でプリベークを行なう。
ジスト５を所望の膜厚の約半分である0.5μｍ程度塗布
し、基板の凹凸に影響されず第２層ポジ型フォトレジス
ト表面が平坦になるように塗布し、第１層ポジレジスト
と同様の条件でプリベークを行なう。
次に、第１図（ｄ）に示すように、ステッパー等の目
合露光機により、フォトマスク（またはレティクル）７
をマスクとしてｇ線等のUV光線を１μｍ膜厚の単層レジ
ストの3/4程度照射すると、UV光線が選択的に照射され
たポジ型フォトレジストの部分はアルカリ可溶性領域８
となり、また、未照射部分は不可溶性のままである。こ
の時、第１層に与えるエネルギーは、全面UV照射でポジ
型レジストが可溶性になり始めているため、照射量は少
量でよく、全面UV照射エネルギーとフォトマスク又はレ
ティクルをマスクにｇ線等のUV光を照射したエネルギー
の合算値が所定量に達していれば、充分にフォトレジス
トを選択的に可溶性とすることが可能である。
合露光機により、フォトマスク（またはレティクル）７
をマスクとしてｇ線等のUV光線を１μｍ膜厚の単層レジ
ストの3/4程度照射すると、UV光線が選択的に照射され
たポジ型フォトレジストの部分はアルカリ可溶性領域８
となり、また、未照射部分は不可溶性のままである。こ
の時、第１層に与えるエネルギーは、全面UV照射でポジ
型レジストが可溶性になり始めているため、照射量は少
量でよく、全面UV照射エネルギーとフォトマスク又はレ
ティクルをマスクにｇ線等のUV光を照射したエネルギー
の合算値が所定量に達していれば、充分にフォトレジス
トを選択的に可溶性とすることが可能である。
次に、第１図（ｅ）に示すように、ポジ型レジストの
現像液であるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イド水溶液で60秒程度現像して、現像後の第１層および
第２層ポジ型フォトレジスト10,9よりなる微細パターン
を得る。
現像液であるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イド水溶液で60秒程度現像して、現像後の第１層および
第２層ポジ型フォトレジスト10,9よりなる微細パターン
を得る。
しかしながら、この方法では、第１層ポジ型フォトレ
ジストの膜厚が大きいため、現像時に第１層ポジ型フォ
トレジストの開口部端の幅が広がってしまう。従って、
表面に凹凸のある基板上で、基板凹部開口部と基板凸部
開口部を同時に開口する場合、両者の開口寸法が異な
り、加工精度が低下する。
ジストの膜厚が大きいため、現像時に第１層ポジ型フォ
トレジストの開口部端の幅が広がってしまう。従って、
表面に凹凸のある基板上で、基板凹部開口部と基板凸部
開口部を同時に開口する場合、両者の開口寸法が異な
り、加工精度が低下する。
第２図は本発明の一実施例の縦断面図である。
第１層ポジ型フォトレジスト２をシリコン基板または
シリコン酸化膜１の段差約0.3μｍに0.2μｍ程度加えた
膜厚約0.5μｍを塗布し、プリベークする（第２図
（ａ））。次に、第１層ポジ型フォトレジストに全面UV
照射し、ポジ型レジスト用現像液を用いて、シリコン基
板段差部凸部と同程度の高さが得られるように現像する
（第２図（ｂ））。次に、O2プラズマ処理方法により、
基板凸部が現われる程度に除去し、基板主面ならびにフ
ォトレジスト11表面を平坦化する（第２図（ｃ））。次
に、第２層ポジ型フォトレジスト５を所望の膜厚である
約1.0μｍ塗布すると、第２層ポジ型フォトレジスト５
の膜厚は、基板の凹凸によらず、均一な膜厚となり、基
板凹部および基板凸部のそれぞれに開口する現像後の寸
法はそれぞれの開口部において等しい寸法となる（第２
図（ｄ））。次に、第２図（ｅ）に示すように、マスク
７を介して紫外線６を照射し、現像することにより、第
２図（ｆ）のようなレジスト10,12よりなる微細パター
ンを得る。この実施例では、それぞれの開口部の寸法を
等しく形成ができるため、従来より、微細化ができる利
点がある。
シリコン酸化膜１の段差約0.3μｍに0.2μｍ程度加えた
膜厚約0.5μｍを塗布し、プリベークする（第２図
（ａ））。次に、第１層ポジ型フォトレジストに全面UV
照射し、ポジ型レジスト用現像液を用いて、シリコン基
板段差部凸部と同程度の高さが得られるように現像する
（第２図（ｂ））。次に、O2プラズマ処理方法により、
基板凸部が現われる程度に除去し、基板主面ならびにフ
ォトレジスト11表面を平坦化する（第２図（ｃ））。次
に、第２層ポジ型フォトレジスト５を所望の膜厚である
約1.0μｍ塗布すると、第２層ポジ型フォトレジスト５
の膜厚は、基板の凹凸によらず、均一な膜厚となり、基
板凹部および基板凸部のそれぞれに開口する現像後の寸
法はそれぞれの開口部において等しい寸法となる（第２
図（ｄ））。次に、第２図（ｅ）に示すように、マスク
７を介して紫外線６を照射し、現像することにより、第
２図（ｆ）のようなレジスト10,12よりなる微細パター
ンを得る。この実施例では、それぞれの開口部の寸法を
等しく形成ができるため、従来より、微細化ができる利
点がある。
以上説明したように本発明は、第１層ポジ型フォトレ
ジストの全面に紫外線を照射しておきこの照射された第
１層ポジ型フォトレジストを前記基板の凸部表面が現れ
る程度に除去することにより、前記基板の表面凹部に前
記照射された第１層ポジ型フォトレジストの一部を残し
て前記基板の表面を平坦化した後、、第２層ポジ型フォ
トレジストを塗布し、フォトマスクを用いて選択的に紫
外線照射することにより、パターン形成するための必要
紫外線エネルギーは従来より少なくてもポジレジストを
アルカリ可溶性にすることができ、現像後のポジ型フォ
トレジストの断面は、従来より垂直にパターン形成でき
る効果がある。これにより、ポジ型フォトレジスト断面
の第１層ポジ型フォトレジスト部分は垂直な形状を有
し、フォトレジスト底部の寸法精度が向上し、また、よ
り微細化されたパターンを形成することができる効果が
ある。
ジストの全面に紫外線を照射しておきこの照射された第
１層ポジ型フォトレジストを前記基板の凸部表面が現れ
る程度に除去することにより、前記基板の表面凹部に前
記照射された第１層ポジ型フォトレジストの一部を残し
て前記基板の表面を平坦化した後、、第２層ポジ型フォ
トレジストを塗布し、フォトマスクを用いて選択的に紫
外線照射することにより、パターン形成するための必要
紫外線エネルギーは従来より少なくてもポジレジストを
アルカリ可溶性にすることができ、現像後のポジ型フォ
トレジストの断面は、従来より垂直にパターン形成でき
る効果がある。これにより、ポジ型フォトレジスト断面
の第１層ポジ型フォトレジスト部分は垂直な形状を有
し、フォトレジスト底部の寸法精度が向上し、また、よ
り微細化されたパターンを形成することができる効果が
ある。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の参考例としての２層フ
ォトレジストを用いた微細パターンの形成方法を示す縦
断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例の縦
断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は従来例の縦断面図であ
る。 １……シリコン基板（またはシリコン酸化膜）、 ２……第１層ポジ型フォトレジスト、 ３……全面UV光線、 ４……アルカリ可溶性ポジ型フォトレジスト、 ５……第２層ポジ型フォトレジスト、 ６……UV光線、 ７……フォトマスク（またはレティクル）、 ８……選択的アルカリ可溶性領域、 ９……現像後第１層ポジ型フォトレジスト、 10……現像後第２層ポジ型フォトレジスト、 11……基板凸部と平坦化したポジ型フォトレジスト、 12……現像後の基板と凸部と平坦化したフォトレジス
ト、 13……単層高解像度ポジ型フォトレジスト、 14……現像後単層ポジ型フォトレジスト、 15……基板凹部開口部、 16……基板凸部開口部。
ォトレジストを用いた微細パターンの形成方法を示す縦
断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例の縦
断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は従来例の縦断面図であ
る。 １……シリコン基板（またはシリコン酸化膜）、 ２……第１層ポジ型フォトレジスト、 ３……全面UV光線、 ４……アルカリ可溶性ポジ型フォトレジスト、 ５……第２層ポジ型フォトレジスト、 ６……UV光線、 ７……フォトマスク（またはレティクル）、 ８……選択的アルカリ可溶性領域、 ９……現像後第１層ポジ型フォトレジスト、 10……現像後第２層ポジ型フォトレジスト、 11……基板凸部と平坦化したポジ型フォトレジスト、 12……現像後の基板と凸部と平坦化したフォトレジス
ト、 13……単層高解像度ポジ型フォトレジスト、 14……現像後単層ポジ型フォトレジスト、 15……基板凹部開口部、 16……基板凸部開口部。
Claims (1)
- 【請求項１】表面に凹凸のある基板上に第１層ポジ型フ
ォトレジストを形成する工程と、 前記第１層ポジ型フォトレジストの全面に紫外線を照射
する工程と、 この照射された第１層ポジ型フォトレジストを前記基板
の凸部表面が現れる程度に除去することにより、前記基
板の表面凹部に前記照射された第１層ポジ型フォトレジ
ストの一部を残して前記基板の表面を平坦化する工程
と、 この平坦化された表面に第２層ポジ型フォトレジストを
形成する工程と、 前記第２層ポジ型フォトレジストに選択的に紫外線を照
射する工程と、 ポジ型フォトレジスト用現像液を用いて現像し、前記基
板の凹部の一部分および前記基板の凸部の一部分をそれ
ぞれ露出する工程と、 を有する２層フォトレジストを用いた微細パターンの形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273613A JP2712407B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ２層フォトレジストを用いた微細パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273613A JP2712407B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ２層フォトレジストを用いた微細パターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02118653A JPH02118653A (ja) | 1990-05-02 |
| JP2712407B2 true JP2712407B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17530185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273613A Expired - Lifetime JP2712407B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ２層フォトレジストを用いた微細パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712407B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210078569A (ko) * | 2018-11-16 | 2021-06-28 | 램 리써치 코포레이션 | 기포 결함 감소 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100428A (en) * | 1980-12-16 | 1982-06-22 | Matsushita Electronics Corp | Method for photomechanical process |
| JPS62279630A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストの塗布方法 |
| JPS63288020A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電極作成方法 |
| JPH01239928A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法 |
| JPH01293520A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273613A patent/JP2712407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02118653A (ja) | 1990-05-02 |
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