JPH01302350A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

レジストパターン形成方法

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JPH01302350A
JPH01302350A JP63133913A JP13391388A JPH01302350A JP H01302350 A JPH01302350 A JP H01302350A JP 63133913 A JP63133913 A JP 63133913A JP 13391388 A JP13391388 A JP 13391388A JP H01302350 A JPH01302350 A JP H01302350A
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JP
Japan
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resist
rays
far
pattern
light
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Pending
Application number
JP63133913A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Iizuka
飯塚 潤一
Masao Yamada
雅雄 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01302350A publication Critical patent/JPH01302350A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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】 〔概要] レジストパターン形成方法に関し、 十分な厚さと高解像性を備えたレジストパターンの形成
方法の提供を目的とし、 遠紫外光用レジストを基板上に塗布した後、該遠紫外光
用レジストの上にX線用レジストを塗布する工程と、 X線により露光した後、現像して前記XyA用レジスト
にパターンを形成する工程と、 基板全面に遠紫外光を照射した後、現像することにより
前記遠紫外光用レジストにパターンを転写する工程とを
有することを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光源にX線を用いたときのレジストパターン
形成方法、特に上層にX線用レジスト、下層に他のレジ
ストを設けた2層構造のレジストに対し行なうパターン
形成方法に関する。
近年の半導体の集積化に対する要求に伴い、リソグラフ
ィー技術によるレジストパターンの微細化が要求されて
いる。このため、従来の光を用いるリソグラフィー技術
においては多層レジスト法や、CE L (Contr
ast Enhancement Layer)法など
のプロセスの改良および光源に使用される光の短波長化
(i線、エキシマレーザ−)などいくつかの方法が提案
され成果も上がっている。
しかしながら、パターン寸法が0.5μm程度になって
くると回折の問題が極めて大きな問題となってくる。ま
た、短波長化に伴う焦点深度の浅さを補うためのプロセ
スの工程も複雑になってくる。
そこで、サブミクロン(又は、ハーフミクロン)パター
ン形成に対する光源としては回折が少ないX線が現在量
も有望視されている。
〔従来の技術] 従来のX線によるパターン形成方法は、その−例を第2
図(a)に示すように、BN、 Si、N、等の薄膜よ
りなるメンブレン13aとAu、 Ta等の金属よりな
る吸収体13bとからなるマスク13を用い、基板11
 (Si、 GaAs等)の上に塗布した単層のXi、
lit用レジスト12を露光し現像してレジストパター
ンを形成していた。
ところが、露光に使用するX線のエネルギーは大きく、
X線の大部分(95%以上)はX線用レジスト12で吸
収されずに基板11にまで達する。
さらに、吸収体13bの吸収係数は波長に依存5、短波
長の光に対して透過性がよいため、X線の短波長成分は
吸収体13bで吸収しきれず、その−部は基板11にま
で達する。
基板11に達したX線は基板原子と反応して、2次電子
やオージェ電子を放出する(第2図(a))。X線用レ
ジスト12はこの基板11より放出される電子とも反応
するので、マスク13の吸収体13bすれすれに入射し
てきたX線による2次電子(またはオージェ電子)によ
って、本来、吸収体13bの直下にありX線の照射を受
けない部分まで露光されることになる。例えば、ポジ型
X線用レジスト15を用いた場合、現像後のレジストパ
ターンにはアンダーカットが生じ(第2図(b))、ネ
ガ型X線用レジスト17を用いた場合、現像後のレジス
トパターンにはすそ引きが生じる(第2図(C))。特
にパターンが微細化されると、このアンダーカットやす
そ引きが大きな問題になる。
そこで、この対策としてレジストを2層構造にしておく
方法がとられている。
第3図はこの方法によるポジ型レジストのパターン形成
の原理説明図であり、図において、21は基板、22は
樹脂、23はX線用レジスト、24はマスクである。以
下、同図に従って説明すると、まず、X線用レジスト2
3と基板21との間にX線に反応せず、しかもx!!用
レジストの現像液に対して溶解しない樹脂22(例えば
ポリイミド樹脂など)をあらかじめ塗布しておき、この
ウェハをX線で露光し現像する(同図(a))、なお、
下層の樹脂22はX線に反応しないので、アンダーカン
トやすそ引きは生じない。
その後、0.プラズマを用い、X線用レジスト23をマ
スクにして下層の樹脂22をエツチングする(同図(b
))、このようにして、X線によって形成したレジスト
パターンを下層の樹脂22に転写し、この樹脂22を基
板エツチングのマスクとしていた(同図(c))。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この方法では0!プラズマを用いるために上層
のX線用レジスト23と下層の樹脂22とのエツチング
レートが大して違わないので、X線用レジスト23を下
層の樹脂22と同じ程度厚く形成する必要が生じる。従
って、基板エツチングのマスクを厚くシようとすると解
像度が低下し、解像度を上げようとするとマスクが薄く
なる。
半導体装置の集積化に伴って微細なパターンが要求され
るので解像度を下げることはできない。
従って、パターニングしたい基板21のエツチングの際
にマスクとなる下層の樹脂22ば薄くならざるを得ない
が、薄くしすぎるとマスクとしての機能を果たさなくな
るといった問題がある。
本発明は、基板のエツチングに対し十分な厚さと高解像
性とを兼ね備えたレジストパターンの形成方法の提供を
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、遠紫外光用レジストを基板上に塗布した後
、該遠紫外光用レジストの上にX線用レジストを塗布す
る工程と、 X線により露光した後、現像して前記X線用レジストに
パターンを形成する工程と、 基板全面に遠紫外光を照射した後、現像することにより
前記遠紫外光用レジストにパターンを転写する工程とを
有することを特徴とするレジストパターン形成方法によ
り達成される。
なお、下層の遠紫外光用レジストと上層のX線用レジス
トは共に同じmWのレジスト(ポジ型とポジ型、または
ネガ型とネガ型)を使用する。
ここで、基板とはX線を照射したとき、2次電子やオー
ジェ電子が発生する半導体基板や半導体膜およびその他
の導電膜をいう。
〔作用〕
本発明では、X線用レジストの下層に設ける遠紫外光用
レジストは前記X線用レジストに比べ、照射するX線に
対して低感度であり、上層のX線用レジストが感光する
程度の露光量では反応しない。すなわち、基板より発生
する2次電子やオージェ電子とも反応しないので、第2
図(b)又は(C)に示したようなアンダーカットやす
そ引きは発生しない。
さらに、遠紫外光用レジストの厚さはX線用レジストの
厚さによらず、変更可能である。従って、下地基板のエ
ツチングに対してマスクとなるレジストの厚さがUF4
節できるようになる。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例に係るポジ型レジストパターン
形成工程の説明図である0図において、1はSi、 G
aAsなどの基板、2は基板1の上に設けた遠紫外光用
レジスト、例えば、PMIPK(ポリメチルイソプロペ
ニルケトン十安息香酸誘導体): 0DUR−1010
または1030 (東京応化型)など、3は遠紫外光用
レジスト2の上層に設けたレジスト、例えば、NPR(
ノボラック樹脂子PMPS(ポリ−2−メチルペンテン
スルホン酸)): RE5000P (日立化成製)な
ど、4はBN、 5iJ4などのメンブレン4aとAu
、 Taなどの吸収体4bよりなるマスクである。
以下、図に従いポジ型レジストのパターン形成を説明す
る。
まず、基板1の上に遠紫外光用レジスト2およびX線用
レジスト3を設ける。このような2N構造を持つウェハ
に対し、マスク4を介してX線露光を行なう(同図(a
))。この際、X線用レジスト3のX線に対する感度は
、下層の遠紫外光用レジストのそれに比べて高い。従っ
て、X線露光時において照射X線がX線用レジスト3を
透過しても、下層の遠紫外充用レジスト2は、X線用レ
ジスト3が反応する程度の露光量では分解反応はほとん
ど生じない。すなわち、基板から放射される2次電子(
またはオージェ電子)とも反応しない。結局、現像する
と上層のX線用レジスト3のみがパターン形成される(
同図(b))。
次に、このパターン形成されたX線用レジストをマスク
にして遠紫外光を照射する(同図(C))、遠紫外光は
、X線用レジスト3に対してその透過率がそれ程高くな
いので、上層にX線用レジストがある部分では、その大
部分はX線用レジスト3に吸収され、下層の遠紫外光用
レジスト2まで到達しない、このため、上層にX線用レ
ジストがない部分の遠紫外光用レジストが十分反応する
のに必要な露光量があたえられても、上層にX線用レジ
ストがある部分の遠紫外光用レジストは、はとんど反応
しない。
続いて、遠紫外光用レジストを現像すると、X線用レジ
ストのない部分の遠紫外光用レジストは溶解し、X線用
レジストのある部分の遠紫外光用レジストは溶解しない
、この結果、上層のX線用レジストに忠実なパターンが
形成できる(同図(d))。
この遠紫外光で露光するときマスクとしてのX線用レジ
スト3は遠紫外光用レジスト2に接しているためにギャ
ップが事実上Oとなり、回折の影響が少なくなり解像性
が向上する。
さらに、遠紫外光用レジストの厚さはX線用レジストの
厚さによらずに決められるので、この遠紫外充用レジス
トの厚さを変えることにより、下地基板のエツチングに
対するマスクの厚さを自由に変更できるようになる。
このように本発明によれば、下地基板のエッチングに対
して十分な厚さと高解像度を兼ね備えたレジストパター
ンが形成できるようになり、微細パターンの形成に効果
がある。
なお、本実施例ではポジ型レジストについて説明したが
、ネガ型レジストに対しても本発明は適用できる。例え
ば、X線用レジストとしてCMS(ポリメチルスチレン
): CMS−SS (C I化率90%)(東ソー製
)、遠紫外光用レジストとしてポリビニルフェノール樹
脂士ビスアジド化合物: R V −2000N (日
立化成製)またはフェノール・ノボラソク樹脂+ビスア
ジド化合物:ODUR−120  (東京応化製)を使
用して高解像度パターンの形成が可能である。
〔発明の効果] 本発明によれば、X線用レジストの下層に遠紫外光用レ
ジストを設け、該遠紫外光用レジストのパターン形成は
、既にパターニングされた前記X線用レジストをマスク
に回折の影口の極めて少ない状態で露光したのち現像を
行なうので、アンダーカノトやすそ引きのない高解像度
パターンが形成できる。また、遠紫外光用レジストの厚
さを変えることにより、パターンの厚さも変更可能であ
る。
従って、十分な厚さと高解度を兼ね備えたレジストパタ
ーンが形成できるようになり、微細パターンの形成に効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係るポジ型レジストのパタ
ーン形成工程の説明図、 第2図は、従来例に係るパターン形成の説明図、第3図
は、従来例に係るボジ型レジストのパターン形成の原理
説明図である。 (符号の説明) ■・・・基板、 2・・・遠紫外光用レジスト、 3・・・X線用レジスト、 4・・・マスク、 4a・・・メンブレン、 4b・・・吸収体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  遠紫外光用レジストを基板上に塗布した後、該遠紫外
    光用レジストの上にX線用レジストを塗布する工程と、 X線により露光した後、現像して前記X線用レジストに
    パターンを形成する工程と、 基板全面に遠紫外光を照射した後、現像することにより
    前記遠紫外光用レジストにパターンを転写する工程とを
    有することを特徴とするレジストパターン形成方法。
JP63133913A 1988-05-31 1988-05-31 レジストパターン形成方法 Pending JPH01302350A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02171754A (ja) * 1988-12-24 1990-07-03 Mitsubishi Electric Corp レジストパターンの形成方法
EP1176468A1 (fr) * 2000-07-26 2002-01-30 France Telecom Résine, bi-couche de résine pour photolithographie dans l'extrême ultraviolet (EUV) et procédé de photolithogravure en extrême ultraviolet (EUV)

Cited By (4)

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