JPH0299957A - パターン形成方法 - 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 本発明は微細パターンの形成方法に関する。

従来の技術 半導体製造のリングラフィ技術として、エキシマレーザ
を光源として用いることが提案されている（たとえば、
Ｖ、Ｐｏｌ　ｅｔ　ａｌ、　７’ｏシーデイングオブ　
エスピーアイイー　（Ｐｒｏｃ　　ｏｆ　　５ＰＩＥ）
。

６３３．６（１９８６））。エキシマレーザリングラフ
ィは、その短波長性を生かした高解像性が期待されるが
、現状では、これに用いるレジストとして最適なひのが
なく、形状の良いパターン形成が難しい。

第２図に、エキシマレーザを用いた従来のパターン形成
方法を説明する。疎水処理をした基板１上に、遠紫外線
ポジレジストであるＭ　Ｐ　２４００（シブレイ社）を
１．２μｍ塗布し、９０　’０２分のプリベークにより
レジスト膜８を得た（第２而ａ）。

マスク６を介して選択的にＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシ
マレーザ光６を１５ｏｍｌ／ｃｄ照射しくＮ、Ａｏ、３
５）（第２図ｂ）、ＭＰ２４０１　２０％７／Ｌ／カリ
現像液にて現像を行いパターンを形成した（第２図Ｃ）
。

発明が解決しようとする課題 この方法では、レジストの光表面吸収が大きく、マスク
６とレジスト８が離れているために、マスク６の端部か
ら光が回シ込んでエキシマレーザ光が未露光部であるべ
き部分まで侵食し、得られた０、４μｍのパターン８Ａ
は膜ベリが大きく（４０〜５ｏ％）、又、形状が三角形
に近い不良なものとなった。このような不良パターンは
、半導体素子製造に用いられた場合に、素子の歩留まシ
低下につが９、危惧すべき問題であった。

本発明は、従来のエキシマレーザを用いたパターン形成
方法でのパターン不良を解決することを６　　　、 目的とする。

課題を解決するだめの手段 本発明は従来の間覇点であるパターンの形状不良を解決
するために、レジスト形成後、メラミン系の化合物を有
する膜を形成し、露光、紫外線全面露光、現像によりバ
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
提供することを目的とする。又、メラミン系の化合物の
膜の代わシにアジド基とスルホン酸基を有する化合物と
水溶性樹脂より成る膜を用いても良い。ここで、スルホ
ン酸基の代わシにアミノ基又はピリジニウム基でも良い
。

作　　　用 本発明に係るメラミン系の化合物は、特に遠紫外光やＡ
ｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｊ？などのエキシマレーザ光によ
り紫外領域たとえばｑ線（４３６ｎｍ）。

１線（３６５ｎｍ）付近の透過率が低下する。即ち、た
とえばエキシマレーザ露光部はたとえば４３６ｎｍ付近
の吸収が増大し、未Ｕ光部は４３６ｎｍ付近の透過率が
高いことから、メラミン系化合物の膜は後の４３６Ｈｒ
ｎ全面露光の際のコンタクトマスクとなり、光の回り込
みがなくなることから、得られるパターンの形状は高ア
スペクト比となる。

なお、メラミン系化合物の紫外領域の吸収が露光時に効
率良く増大させるために、オニウム塩などの酸発生剤を
添加しても良い。これは、メラミン系化合物の波長変化
に良い働きをする。

実施例 メラミン化合物としては、たとえば、 ／Ｒ１ ＼ （Ｒ１−Ｒ６は置換基）が挙ヴられるが、これに限らな
い。メラミン系化合物を膜にする際には、ノボラック樹
脂やスチレン樹脂などに混入すれば良い。又、メラミン
系化合物以外にアミンやイミン系化合物も同様の良好な
結果が得られ、本発明にア　、 係る。もちろん、この場合にも酸発生剤を含んでいても
良い。

又、アジド基とスルホン酸基を有する化合物と水溶性樹
脂よりなる膜も、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光によ
りたとえば４３６　ｎｍ付近の吸収が増大するために、
前記メラミン系化合物と同様のイメージのコンタクトマ
スクとして使用できる。

又、この膜の場合には、水溶性であるためにレジスト上
に直接塗布できるという利点もある。

アジド基とスルホン酸基を有する化合物としては、ベン
ゼン環を有する化合物として、ベンゼン環を有する化合
物が挙げられるが、これに限定されない。

又、このスルホン酸基の代わりに、又は、スルホン酸基
に加えてアミン基やピリジニウム基などを用いて水溶性
としても良い。

水溶性樹脂としては、ポリスチレンスルホン酸。

プルラン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ルなどが挙げられるがこれらに限定されない。

アジド基を有する化合物としては、 Ｑち などが挙げられ、それぞれのベンゼン環にスルホ９　＼ ン酸基やアミン基、ピリジニウム基を付は加えれば良い
。

中間層の水溶性膜は、プルラン、ポリビニルピロリドン
、ポリビニルアルコールなどによるものが挙げられ、上
・下層の混合を防止するために設けられ、この厚さは、
光の回折などの原因とならないように０．５μｍ以下程
度が望ましい。

上・中間層の除去の際には、水又はアルカリ水溶液にて
中間層の水溶性膜からリフトオフして除去する。なお、
下層のレジストの現像液を用いれば、上・中間層を除去
すると同時に、下層レジストの現像を行うこともできる
。

最初の照射は、エキシマレーザ光、後の紫外光全面照射
はｑ線やｌ線によるものが挙げられ、もちろんこの限り
ではない。

なお、本発明における中間層である水溶性膜く上・下層
の混合防止が主目的であり、この膜がなくても上・下層
が混合せず形成できれば、中間層を形成する工程を省い
ても良い。この場合には、最終のパターンが２層形態と
なる。

以下実施例を述べる。

（その１） 第１図を用いて本発明のパターン形成方法の一実施例の
パターン形成方法の工程を説明する。

疎水処理を行った半導体等の基板１上に、紫外線レジス
トであるＭＰ１４００（シブレイ社）を１．２μｍ塗布
し、９０°Ｃ２分のプリベークによりレジスト膜２を得
る（第１図ａ）。

次に１０％プルラン水溶液（分子量４万；林原生物化学
研究所製）を塗布して、０．２μｍの膜３として、この
上層に以下の組成から成る本発明に係る材料を塗布し、
８０’Ｃ，２０分のオープンベーク後０．５μｍの膜４
を得た（第１面ｂ）。

ハ ポリビニルフェノール シクロヘキサノン ７ｆｔ マスク５を介して、選択的にＫｒＦエキシマレーザ光６
を２５ｏ　ｒｎ■／ｃＡ照射（Ｎ、Ａ　ｏ、ｓｒｓ　）
　した（第１図Ｃ）。この結果、露光部４０は紫外光に
対して透過率が低くなる。紫外線であるｑ線（４３６ｎ
ｍ）光７を２　ｓ　ｏ　ｒｎ■／ｃｉ全面照射しく第１
図ｄ）する。このとき露光部４ｏは光７に対してマスク
となシ、レジスト２に対して露光部４ｏはコンタクトマ
スクとしての作用をもつ。しかるのち２．４チテトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドアルカリ水溶液に
より、中間層３と上層膜４を除去した（第１図ｅ）。最
後にＭＦ３１９アルカリ現像液（シブレイ社）により現
像を行い、ｑ線光７にて露光されたレジスト２の部分２
ｏを除去μレジスルパターンを得た（第１図ｆ）。得ら
れたレジストパターン２Ａは、アスペクト比９００　の
切す立っりｏ、４μ飢のラインーアンド・スペースパタ
ーンであった。

（その２） 実施例その１の本発明に係る材料の代わシに以下の如き
本発明のパターン形成材料を用いることにより、その１
と同様の実験を行い同様の良好な結果を得た。なお、こ
の際には、中間の水溶性膜は不要であった。もちろん本
発明はこれらに限定されない。

又、本実施例において、ＡｒＦエキシマレーザ（ＮＡ　
Ｏ，４０）を用いて選択露光を行った結果、０．３μ毎
ライン・アンド・スペースパターンを切シたった８８ｏ
のアスペクト比で得た。

なお、本発明において、アジド基を有する化合物又はメ
ラミン系化合物として以下の例が挙げられる。もちろん
、これらに限定されない。

５０３Ｈ５ｏ３Ｈ １３１、 の工程断面図、第２図は従来のパターン形成方法の工程
断面図である。

１・・・・・・基板、２・・・・・・紫外線レジス）（
ＭＰ１４００）、３・・・・・・水溶性膜（プルラン膜
）、４・・・・・・本発明に係ル材Ｉ）、５・・・・・
・マスク、６・・・・・・ＫｒＦエキシマレーザ光、７
・・・・・・紫外光（ｑ線）、２Ａ・・・・・・パター
ン０ 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名発明
の効果 本発明の方法により、形状の良い微細レジストパターン
が得られ、素子製造の歩留まシ向上につながり工業的価
値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパターン形成方法の一実施例ビト　醗
　　） か−世　　止

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上にレジストを形成後、メラミン系の化合物
   を有する膜を形成し、選択露光・紫外線全面露光・現像
   により前記レジストの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. （２）メラミン系化合物が ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１〜Ｒ＿６は置換基）であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のパターン形成方法。
3. （３）メラミン系の化合物の代わりにアジド基とスルホ
   ン酸基を有する化合物と水溶性樹脂を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のパターン形成方法。
4. （４）メラミン系の化合物を有する膜の代わりに、アジ
   ド基とスルホン酸基を有する化合物と水溶性樹脂より成
   る膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のパターン形成方法。
5. （５）アジド基とスルホン酸基を有する化合物がベンゼ
   ン環を有する化合物であることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載のパターン形成方法。
6. （６）スルホン酸基の代わりに、アミノ基又はピリジニ
   ウム基であることを特徴とする特許請求の範囲第３項又
   は第４項に記載のパターン形成方法。
7. （７）スルホン酸基に加えてさらにアミノ基又はピリジ
   ニウム基を有することを特徴とする特許請求の範囲第３
   項又は第４項に記載のパターン形成方法。
8. （８）選択露光が遠紫外光又はＡｒＦエキシマレーザ又
   はＫｒＦエキシマレーザ又はＸｅＣｌエキシマレーザに
   よることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパ
   ターン形成方法。
9. （９）紫外線全面露光がｇ線光又はｉ線によることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパターン形成方
   法。
10. （１０）メラミン系の化合物の代わりに、アミン系又は
    イミン系の化合物を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載のパターン形成方法。
11. （１１）酸発生剤をさらに含有することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載パターン形成方法。