JPH02162716A - 微細パターンの形成方法 - Google Patents
微細パターンの形成方法Info
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- JPH02162716A JPH02162716A JP63317964A JP31796488A JPH02162716A JP H02162716 A JPH02162716 A JP H02162716A JP 63317964 A JP63317964 A JP 63317964A JP 31796488 A JP31796488 A JP 31796488A JP H02162716 A JPH02162716 A JP H02162716A
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- Japan
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- resist film
- layer
- film
- upper resist
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- Pending
Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
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の形成方法に関し、特に三層レジ
スト法を用いる微細パターンの形成方法に関する。
スト法を用いる微細パターンの形成方法に関する。
従来、この種の微細パターン形成方法は次のように行な
われていた。
われていた。
まず第５図（ａ＞に示す様に、基板１上に金属や絶縁膜
等の被エツチング層２を形成したのち、その上に比較的
厚い下層有機膜３と、この下層有機Ｍ３に対しエツチン
グ速度の小さい金属薄膜あるいは５ｉ０２等の無機薄膜
からなる中間層４を堆積し、さらにその上に上層レジス
ト膜５を堆積する。
等の被エツチング層２を形成したのち、その上に比較的
厚い下層有機膜３と、この下層有機Ｍ３に対しエツチン
グ速度の小さい金属薄膜あるいは５ｉ０２等の無機薄膜
からなる中間層４を堆積し、さらにその上に上層レジス
ト膜５を堆積する。
次に第５図（ｂ）に示すように、上層レジスト膜５をパ
ターニングする。
ターニングする。
次に第５図（ｃ）に示すように、リアクティブイオンエ
ツチング（ＲＩＥ）法によって中間層４にパターンを転
写する。さらに中間層４をマスクとしてＲＩＥ法により
エツチングを行い、下層有機膜３にパターンを転写する
。
ツチング（ＲＩＥ）法によって中間層４にパターンを転
写する。さらに中間層４をマスクとしてＲＩＥ法により
エツチングを行い、下層有機膜３にパターンを転写する
。
この種の技術は例えば、ジェー・エム・モラン（Ｊ、Ｍ
、Ｍｏｒａｎ）（化１名によってジャーナル・オン・バ
キューム・サイエンスアンド・テクノロジー、 （Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｍｍ ５ｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎ。
、Ｍｏｒａｎ）（化１名によってジャーナル・オン・バ
キューム・サイエンスアンド・テクノロジー、 （Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｍｍ ５ｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎ。
１ｏｇｙ）第１６巻第６号１６２０頁（１９７９年）に
記載されている。
記載されている。
上述した従来の三層レジスト法を用いて微細パターンを
精度良く形成するためには、まず上層レジスト膜５を良
好にパターニングすることが非常に重要である。しかし
ながら三層レジスト法で標準的に用いられるノボラック
レジスト等からなる下層有機膜の熱処理後の屈折率（ｎ
＝３．２＞とスピン オン グラス（Ｓｔ○２）膜から
なる中間層の屈折率（ｎ＝１．４）が異なるため多重反
射の問題が生じる。
精度良く形成するためには、まず上層レジスト膜５を良
好にパターニングすることが非常に重要である。しかし
ながら三層レジスト法で標準的に用いられるノボラック
レジスト等からなる下層有機膜の熱処理後の屈折率（ｎ
＝３．２＞とスピン オン グラス（Ｓｔ○２）膜から
なる中間層の屈折率（ｎ＝１．４）が異なるため多重反
射の問題が生じる。
すなわち上層レジスト膜５の露光中に下層有機膜と中間
層の界面で露光用照射光が反射し、さらに上層レジスト
膜５の表面で反射するため定在波が発生し、上層レジス
トｖ５のパターン寸法が変動しやすくなる。
層の界面で露光用照射光が反射し、さらに上層レジスト
膜５の表面で反射するため定在波が発生し、上層レジス
トｖ５のパターン寸法が変動しやすくなる。
例えば中間層の膜厚が０８１５μｍ、上層レジスト膜の
膜厚が０．４６μｍ、照射光の波長λが４３６ｎｍの場
合では、露光後の上層レジスト膜中の感光剤濃度分布の
シュミレーション結果と上層レジスト膜の現像後のパタ
ーン形状のシュミレーション結果は第６図及び第７図に
示すとおりであった。
膜厚が０．４６μｍ、照射光の波長λが４３６ｎｍの場
合では、露光後の上層レジスト膜中の感光剤濃度分布の
シュミレーション結果と上層レジスト膜の現像後のパタ
ーン形状のシュミレーション結果は第６図及び第７図に
示すとおりであった。
すなわち、第６図に示したように、上層レジスト膜と中
間層の界面（Ｈ＝Ｏ）における感光剤濃度Ｍは、定在波
効果により最も大きな値となっている。レジストの溶解
速度は感光剤濃度の増加とともに減少するなめ、界面（
Ｈ＝Ｏ）における上層レジスト膜と中間層の溶解速度は
最も小さく、従って形成された上層レジスト膜のパター
ンは第７図に示したようにすそを引いた形状となる。こ
の様なすそ部を有するパターン形状は寸法変動、レジス
ト残さ発生の原因になり易いという欠点があった。
間層の界面（Ｈ＝Ｏ）における感光剤濃度Ｍは、定在波
効果により最も大きな値となっている。レジストの溶解
速度は感光剤濃度の増加とともに減少するなめ、界面（
Ｈ＝Ｏ）における上層レジスト膜と中間層の溶解速度は
最も小さく、従って形成された上層レジスト膜のパター
ンは第７図に示したようにすそを引いた形状となる。こ
の様なすそ部を有するパターン形状は寸法変動、レジス
ト残さ発生の原因になり易いという欠点があった。
また上層レジスト膜の表面（Ｈ＝０．４６μｍ）に注目
すると、感光剤濃度Ｍの値は最小値を示しており、従っ
て溶解速度は最も大きい。このため形成された上層レジ
スト膜のパターンは表面の部分が丸みを帯びた形状を呈
している。この様な上層レジスト膜のパターン形状は、
中間層へＲＩＥ法によりパターンを転写する際、転写精
度を低下させる原因となるため微細パターンの精度が低
下するという欠点があった。
すると、感光剤濃度Ｍの値は最小値を示しており、従っ
て溶解速度は最も大きい。このため形成された上層レジ
スト膜のパターンは表面の部分が丸みを帯びた形状を呈
している。この様な上層レジスト膜のパターン形状は、
中間層へＲＩＥ法によりパターンを転写する際、転写精
度を低下させる原因となるため微細パターンの精度が低
下するという欠点があった。
ｒ課題を解決するための手段〕
本発明の微細パターンの形成方法は、被エツチング層上
に下層有機膜と中間層と上層レジスト膜とを積層した三
層レジストを形成し、パターニングしてマスクを形成し
たのち前記被エツチング層をエツチングする微細パター
ンの形成方法において、露光用照射光の定在波の腹が中
間層と上層レジスト膜の界面に生じるように中間層の膜
厚を設定するか、または露光用照射光の定在波の節が上
層レジスト膜の表面に生じるように上層レジスト膜の膜
厚を設定するものである。
に下層有機膜と中間層と上層レジスト膜とを積層した三
層レジストを形成し、パターニングしてマスクを形成し
たのち前記被エツチング層をエツチングする微細パター
ンの形成方法において、露光用照射光の定在波の腹が中
間層と上層レジスト膜の界面に生じるように中間層の膜
厚を設定するか、または露光用照射光の定在波の節が上
層レジスト膜の表面に生じるように上層レジスト膜の膜
厚を設定するものである。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を説明するた
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現像後のパターン形状のシュミレーション結果を示
す図であり、上層レジスト膜の膜厚を０．４μｍ、中間
層の膜厚を０．２μｍとした場合を示している。尚、照
射光の波長＾は４３６ｎｍ、またパターの幅及び間隔は
０．６μｍである。
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現像後のパターン形状のシュミレーション結果を示
す図であり、上層レジスト膜の膜厚を０．４μｍ、中間
層の膜厚を０．２μｍとした場合を示している。尚、照
射光の波長＾は４３６ｎｍ、またパターの幅及び間隔は
０．６μｍである。
第１図に示した感光剤の濃度分布Ｍから明らかな様に、
定在波効果によって感光剤濃度Ｍが上層レジスト膜の高
さ方向に対して周期的に変化していることがわかる。こ
こでこの第１の実施例の様にノボラックレジストからな
る下層有機股上に形成するスピン オン グラス膜から
なる中間層の膜厚を０．２μｍに設定することによって
、定在波の腹が上層レジスト膜と中間層の界面（Ｈ＝Ｏ
）で生じる様になり、そのため界面での感光剤濃度Ｍは
極小値となっている。
定在波効果によって感光剤濃度Ｍが上層レジスト膜の高
さ方向に対して周期的に変化していることがわかる。こ
こでこの第１の実施例の様にノボラックレジストからな
る下層有機股上に形成するスピン オン グラス膜から
なる中間層の膜厚を０．２μｍに設定することによって
、定在波の腹が上層レジスト膜と中間層の界面（Ｈ＝Ｏ
）で生じる様になり、そのため界面での感光剤濃度Ｍは
極小値となっている。
ポジ型レジストにおいては、感光剤濃度Ｍが光照射によ
って減少するにつれて、現像時の溶解速度は大きくなる
。従って上層レジスト膜と中間層の界面で溶解速度が極
大値をとることによって、上層レジスト膜の残渣が非常
に少くなる。
って減少するにつれて、現像時の溶解速度は大きくなる
。従って上層レジスト膜と中間層の界面で溶解速度が極
大値をとることによって、上層レジスト膜の残渣が非常
に少くなる。
またパターン形状も第２図に示したように、従・来のよ
うにすそ部が形成されず、分離しやすいものになるため
、解像限界も最も高くなる。
うにすそ部が形成されず、分離しやすいものになるため
、解像限界も最も高くなる。
第３図及び第４図は本発明の第２の実施例を説明するた
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現顛後のパターン形状のシュミレーション結果を示
す図である。
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現顛後のパターン形状のシュミレーション結果を示
す図である。
本第２の実施例においては、第１の実施例で示した中間
層の膜厚の最適化に加えて、上層レジスト膜の膜厚を最
適化することによって上゛層しジスト膜表面に定在波の
節が生じる様にしたものである。
層の膜厚の最適化に加えて、上層レジスト膜の膜厚を最
適化することによって上゛層しジスト膜表面に定在波の
節が生じる様にしたものである。
すなわち、上層レジスト膜のＭ厚を０，５μｍに設定す
ることによって第３図に示したように、上層レジス■・
膜の表面（１−１＝０．５μｍ）での感光剤濃度Ｍに極
大値をとらせて溶解速度を小さくする。その結実現像後
に得られた上層レジスト膜の形状は第４図に示したよう
に、矩形に近くなり、上層レジスト膜の側壁角度も垂直
に近い形状のものが得られ、エツチングのマスクとして
最も良好な形状を示した。
ることによって第３図に示したように、上層レジス■・
膜の表面（１−１＝０．５μｍ）での感光剤濃度Ｍに極
大値をとらせて溶解速度を小さくする。その結実現像後
に得られた上層レジスト膜の形状は第４図に示したよう
に、矩形に近くなり、上層レジスト膜の側壁角度も垂直
に近い形状のものが得られ、エツチングのマスクとして
最も良好な形状を示した。
以上説明したように本発明は、三層レジストを用いる微
細パターンの形成方法において、露光用照射光の定在波
の腹が中間層と上層レジスト膜の界面に生じるように中
間層の膜厚を設定するか、または露光用照射光の定在波
の節が上層レジスト膜の表面で生じるように上層レジス
ト膜の膜厚を設定することにより、レジスト残さの発生
がなく、しかも転写精度の向上したマスクが得られるた
め、精度の良い微細パターンを形成できる効果がある。
細パターンの形成方法において、露光用照射光の定在波
の腹が中間層と上層レジスト膜の界面に生じるように中
間層の膜厚を設定するか、または露光用照射光の定在波
の節が上層レジスト膜の表面で生じるように上層レジス
ト膜の膜厚を設定することにより、レジスト残さの発生
がなく、しかも転写精度の向上したマスクが得られるた
め、精度の良い微細パターンを形成できる効果がある。
第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を説明するた
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現像後のパターン形状を示す図、第３図及び第４図
は本発明の第２の実施例を説明するための上層レジスト
膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト膜の現像後のパタ
ーン形状を示す図、第５図は従来例を説明するための半
導体チップの断面図、第６図及び第７図は従来例におけ
る上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト膜
の現像後のパターン形状を示す図である。 １・・・基板、２・・・被エツチング層、３・・・下層
有機膜、４・・・中間層、５・・・上層レジスト膜。
めの上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト
膜の現像後のパターン形状を示す図、第３図及び第４図
は本発明の第２の実施例を説明するための上層レジスト
膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト膜の現像後のパタ
ーン形状を示す図、第５図は従来例を説明するための半
導体チップの断面図、第６図及び第７図は従来例におけ
る上層レジスト膜中の感光剤濃度分布と上層レジスト膜
の現像後のパターン形状を示す図である。 １・・・基板、２・・・被エツチング層、３・・・下層
有機膜、４・・・中間層、５・・・上層レジスト膜。
Claims (1)
- 被エッチング層上に下層有機膜と中間層と上層レジスト
膜とを積層した三層レジストを形成し、パターニングし
てマスクを形成したのち前記被エッチング層をエッチン
グする微細パターンの形成方法において、露光用照射光
の定在波の腹が中間層と上層レジスト膜の界面に生じる
ように中間層の膜厚を設定するか、または露光用照射光
の定在波の節が上層レジスト膜の表面に生じるように上
層レジスト膜の膜厚を設定することを特徴とする微細パ
ターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317964A JPH02162716A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 微細パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317964A JPH02162716A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 微細パターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162716A true JPH02162716A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18093961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317964A Pending JPH02162716A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 微細パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02162716A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792688A (ja) * | 1990-02-26 | 1995-04-07 | Applied Materials Inc | 多層フォトレジストエッチング方法 |
| US7067238B2 (en) * | 2000-06-26 | 2006-06-27 | Singulus Mastering B.V. | Method for manufacturing a substrate for use in a stamper manufacturing process, as well as a substrate obtained by using such a method |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP63317964A patent/JPH02162716A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792688A (ja) * | 1990-02-26 | 1995-04-07 | Applied Materials Inc | 多層フォトレジストエッチング方法 |
| US7067238B2 (en) * | 2000-06-26 | 2006-06-27 | Singulus Mastering B.V. | Method for manufacturing a substrate for use in a stamper manufacturing process, as well as a substrate obtained by using such a method |
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