JPH05107769A - 多層レジストのパターニング方法 - Google Patents

多層レジストのパターニング方法

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JPH05107769A
JPH05107769A JP26593591A JP26593591A JPH05107769A JP H05107769 A JPH05107769 A JP H05107769A JP 26593591 A JP26593591 A JP 26593591A JP 26593591 A JP26593591 A JP 26593591A JP H05107769 A JPH05107769 A JP H05107769A
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JP
Japan
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resist
layer
acid
patterning
photo
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26593591A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Tanaka
裕之 田中
Akira Oikawa
朗 及川
Kimihisa Maeda
公久 前田
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、多層レジストのパターニング法に
関し、上層レジストパターン下部でのパターン細りを生
じ難くすることができ、所望のレジストパターンを得る
ことができ、中間層、下層レジスト及び被エッチング層
を安定したパターン線幅でパターン形成することができ
る多層レジストのパターニング法を提供することを目的
とする。 【構成】 シリコン含有樹脂を含有する層と、該シリコ
ン含有樹脂層上に形成される光酸発生剤を含有する上層
レジストとを少なくとも含む多層レジストのパターニン
グ方法において、予め該シリコン含有樹脂層に該シリコ
ン含有樹脂以外に光酸発生剤を含有させた状態で該上層
レジストを塗布し、次いで、露光・ベーク・現像により
パターニングするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層レジストのパター
ニング方法に係り、半導体集積回路の製造におけるフォ
トリソグラフィー技術に適用することができ、特に、上
層レジストパターン下部でのパターン細りを生じ難くす
ることができる多層レジストのパターニング方法に関す
る。
【0002】近年、LSIは高集積化が要求されてお
り、回路パターンを微細化しつつ、LSIチップを大型
化することが要求されている。このため、パターン露光
装置の高解像力化とともに、その露光波長が次第に短波
長へと進みつつある。更には、レジストの高解像力化も
要求されており、これに対して近時、光酸発生剤(PA
G、Photo-Acid Generator) を含む所謂化学増幅レジス
トなるものが脚光を浴びており、その開発が盛んに行わ
れている。
【0003】
【従来の技術】図4は従来の多層レジストのパターニン
グ方法を説明する図である。図4において、31は被エッ
チング層であり、32、33、34はこの被エッチング層31上
に形成されるフェノール系樹脂等からなる下層レジス
ト、SOG(Spin On Glass)等からなるシリコン含有樹
脂の中間層、化学増幅レジストからなる例えばネガ型の
上層レジストである。
【0004】この従来の化学増幅レジストを上層レジス
ト34に用いた3層レジストのパターニング方法において
は、被エッチング層31上にフェノール系樹脂を塗布・ベ
ークして下層レジスト32を形成し、この下層レジスト32
上にSOGを塗布・ベークして中間層33を形成した後、
中間層33上に化学増幅レジストを塗布・ベークして上層
レジスト34を形成する(図4(a))。
【0005】そして、図4(a)に示す如く,上層レジ
スト34をパターン露光し、図4(b)に示す如く、上層
レジスト34をPEB(Post Exposure Bake) した後、上
層レジスト34を現像することにより、図4(c)に示す
ような上層レジスト34パターンを得ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の多層レジストのパターニング方法では、上層レ
ジスト34にネガ型レジストを用いている場合であるが、
現像後に上層レジスト34のパターン断面を観察すると、
図5に示すように、上層レジスト34パターン下部でパタ
ーンが細ってしまい、所望の形状の上層レジスト34パタ
ーンを得ることができなかった。
【0007】このため、特に、元々上層レジスト34のパ
ターンが微細で細い場合等は、上層レジスト34パターン
が倒れてしまうといった問題が生じたり、たとえ倒れな
くとも、その後の中間層33、下層レジスト32・下地基板
の被エッチング層31のパターン形成時にパターン線幅が
安定しない等といった問題が生じたりする。そこで本発
明は、以上の点を鑑み、上層レジストパターン下部での
パターン細りを生じ難くすることができ、所望の形状の
レジストパターンを得ることができ、中間層、下層レジ
スト及び被エッチング層を安定したパターン線幅でパタ
ーン形成することができる多層レジストのパターニング
方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による多層レジス
トのパターニング方法は上記目的達成のため、シリコン
含有樹脂を含有する層と、該シリコン含有樹脂層上に形
成される光酸発生剤を含有する上層レジストとを少なく
とも含む多層レジストのパターニング方法において、予
め該シリコン含有樹脂層に光酸発生剤を含有させた状態
で該上層レジストを塗布し、露光・ベーク・現像により
パターニングするものである。
【0009】
【作用】本発明では、上記問題を予めシリコン含有樹脂
からなる中間層材料の中に光酸発生剤を含有させたもの
を用いることによって解決することができる。以下、具
体的に例えば、上層レジストにネガ型化学増幅レジスト
を用いて行う場合について説明する。
【0010】従来生じている上層レジストパターン下部
のパターン細りの原因は明らかではないが、図4(a)
に示す如く、上層レジスト34をパターン露光した際、上
層レジスト34中に発生した酸が図4(b)に示す如く、
上層レジスト34をベークした際、中間層33内に拡散して
いくために生じているものと考えられている。このた
め、上層レジストをベークする際、上層レジスト34内の
酸が中間層33内に拡散していくのを抑えるため、本発明
では、酸の濃度勾配を小さくしてやろうという発想のも
とで、予め中間層33材料内にシリコン含有樹脂以外に光
酸発生剤を入れて実験したところ、明らかに上層レジス
トパターン細りの低減効果を確認することができた。
【0011】このように、本発明では、予め光酸発生剤
が含有された中間層材料を用いて上層レジスト34をパタ
ーニングするようにしたため、上層レジストをベークす
る際、上層レジストから中間層への酸の拡散も生じる
が、中間層から上層レジストへの酸の拡散も生じさせる
ことがきる。このため、従来の予め光酸発生剤を含有し
ていない中間層を用いて上層レジストをパターニングす
る場合よりも上層レジスト下部での酸の減少を少なくす
ることができる。従って、上層レジストパターン下部の
細りを低減することができる。
【0012】なお、上層レジストから中間層への酸の拡
散を抑えられたのは、上記理由の他に中間層のSOGが
酸の存在によって架橋が良く進んで膜が密になり、この
ため、上層レジストから中間層への酸の拡散が抑えられ
たとも考えられる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に則した多層レジストのパターニ
ング方法を説明する図である。図1においては、1は被
エッチング層であり、2、3、4はこの被エッチング層
1上に形成されるノボラック樹脂等からなる下層レジス
ト、SOG等からなるシリコン含有樹脂の中間層、シリ
コン含有樹脂と光酸発生剤とを含有するネガ型の上層レ
ジストである。
【0014】次に、その多層レジストのパターニング方
法を説明する。まず、図1(a)に示すように、被エッ
チング層1上にノボラック樹脂を約1μm厚で塗布し、
約 150℃〜 300℃でベークして下層レジスト2を形成す
る。次いで、例えば市販のSOG(具体例として東京応
化工業社製の商品名:OCD)中に例えば1,3,5−
トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート
からなる光酸発生剤をSOG樹脂に対して約4重量%混
入したものを塗布し、約 150℃でベークして中間層3を
形成する。次いで、中間層3上にネガ型化学増幅レジス
ト(例えばシプレー社製の商品名:XP89131)を
塗布し、約 105℃でベークして上層レジスト4を形成し
た後、露光波長 248nmで上層レジスト4をパターン露
光する。このパターン露光により上層レジスト4及び中
間層3の露光された領域で酸が発生する。
【0015】次に、図1(b)に示すように、約 120℃
で上層レジスト4をベーク(PEB:Post Exposure Bak
e)する。そして、アルカリ現像液で上層レジスト4を現
像してパターニングすることにより、図1(c)に示す
ような上層レジスト4パターンを得ることができる。す
なわち、本実施例では、被エッチング層1上に塗布・ベ
ークにより形成された下層レジスト2上に、予めSOG
と光酸発生剤が含有された中間層3を塗布・ベークによ
り形成した後、中間層3上に光酸発生剤を含有する上層
レジスト4を塗布・ベークにより形成し、次いで、上層
レジスト4をパターン露光・ベーク・現像によりパター
ニングして上層レジスト4パターンを形成している。こ
のように、予め中間層3に光酸発生剤を含有させた状態
で上層レジスト4を塗布し、パターン露光・ベーク・現
像するようにしたため、予め中間層3内にも酸を発生さ
せた状態で上層レジスト4をベークすることができる。
このため、上層レジスト4をベークする際、従来生じて
いた上層レジスト4から中間層3への酸の拡散を抑える
ことができる。詳細については作用の通りである。この
ため、上層レジスト4パターン下部でのパターン細りを
生じ難くすることができ、所望の上層レジスト4パター
ン形状を得ることができる。従って、中間層3、下層レ
ジスト2及び被エッチング層1を安定したパターン線幅
でパターン形成することができる。
【0016】次に、本発明においては、中間層に含まれ
る光酸発生剤は、上層レジスト中に含まれる光酸発生剤
が発生する酸と同一の酸を発生するものであってもよ
く、この場合、上層レジストから中間層への酸の拡散を
効率良く抑えることができ好ましい。本来、上層レジス
トに含有されているPAGが発生する酸(例えばHC
l、HBr)が既知であれば同じ酸を発生する。このた
め、これと同じ酸を発生させるPAGをSOG中に含有
させた方が拡散の程度や熱安定性も同じなので、プロセ
ス条件を設定し易いし、本発明の効果も大きい。
【0017】次に、本発明においては、中間層に含まれ
る光酸発生剤は、上層レジスト中に含まれる光酸発生剤
と同一の材料であってもよく、この場合、上層レジスト
から中間層へのPAGの拡散を効率よく抑えることがで
き好ましい。主にPAGから発生させた酸が拡散するの
であるが、PAG自身の拡散もあるので、もし上層レジ
スト中に入っているPAGが既知であれば、SOG中に
も同じPAGを入れた方がプロセス条件を設定し易い
し、本発明の効果も大きい。
【0018】次に、本発明においては、中間層に含まれ
る光酸発生剤の量は、上層レジスト内で酸が発生した
時、中間層への酸の拡散が一方的に生じないように酸の
濃度勾配が略無くなるように混入してあってもよく、こ
の場合、上層レジストから中間層への酸の拡散を効率良
く抑えることができ好ましい。SOG中に入れるPAG
量であるが、これはレジストからSOGへの酸の拡散
と、SOG中からのレジストへの酸の拡散とが同程度に
なるようにPAG量を設定する。具体的には、3層塗布
後の状態で、中間層の単位体積当たりのPAG数と、上
層レジストの単位体積中のPAG数が同量になるように
設定するのが良い。実際にはSOG中のPAG量を振っ
てレジスト断面を観察し、レジスト下部の細りがないよ
うに設定するのが良い。
【0019】次に、本発明においては、中間層塗布後の
ベーク温度が混入してある光酸発生剤の耐熱温度以下で
あってもよく、この場合、PAGを破壊し難くすること
ができ好ましい。中間層のベーク温度は一般に高い(〜
300 ℃) が、あまり高温でSOG中のPAGが壊れると
いけないので、中間層の塗布後のベーク温度は混入して
あるPAGの耐熱温度以下で行うのが良い。
【0020】次に、本発明においては、図2(a)、
(b)に示すように、上層レジスト4のパターニング露
光時のみではSOG内の光酸発生剤の酸発生量が少ない
場合には、中間層3ベーク後に全面露光して全面に酸を
発生させた後、上層にレジストを塗布しておくと良い。
この場合、上層レジスト4のパターン露光時に中間層3
内に更に酸を多く発生させることができ、本発明の効果
はより大きくなる。
【0021】次に、本発明においては、図3(a)〜
(c)に示すように、上層レジスト4の光酸発生剤とし
てナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステルを用
いてもよく、これは露光時にスルホン酸になることが知
られており、通常i線用レジスト等に使われるが、この
ような上層レジストを本発明に適用することができる。
この場合、中間層3への酸の拡散を減らすことができる
ため、レジスト残渣を低減することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、上層レジストパターン
下部でのパターン細りを生じ難くすることができ、所望
の形状の上層レジストパターンを得ることができ、中間
層、下層レジスト及び被エッチング層を安定したパター
ン線幅でパターン形成することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に則した多層レジストのパタ
ーニング方法を説明する図である。
【図2】本発明に適用できる多層レジストのパターニン
グ方法を説明する図である。
【図3】本発明に適用できる多層レジストのパターニン
グ方法を説明する図である。
【図4】従来例の多層レジストのパターニング方法を説
明する図である。
【図5】従来例の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 被エッチング層 2 下層レジスト 3 中間層 4 上層レジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/075 521 7124−2H H01L 21/027 (72)発明者 前田 公久 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴイエルエスアイ株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン含有樹脂を含有する層と、該シ
    リコン含有樹脂層上に形成される光酸発生剤を含有する
    上層レジストと、を少なくとも含む多層レジストのパタ
    ーニング方法において、予め該シリコン含有樹脂層に光
    酸発生剤を含有させた状態で該上層レジストを塗布し、
    次いで、露光・ベーク・現像によりパターニングするこ
    とを特徴とする多層レジストのパターニング方法。
  2. 【請求項2】 前記シリコン含有樹脂層に含まれる光酸
    発生剤は、上層レジスト中に含まれる光酸発生剤が発生
    する酸と同一の酸を発生するものであることを特徴とす
    る請求項1記載の多層レジストのパターニング方法。
  3. 【請求項3】 前記シリコン含有樹脂層に含まれる光酸
    発生剤は、上層レジスト中に含まれる光酸発生剤と同一
    の材料であることを特徴とする請求項1記載の多層レジ
    ストのパターニング方法。
  4. 【請求項4】 前記シリコン含有樹脂層に含まれる光酸
    発生剤は、上層レジスト内で酸が発生した時、シリコン
    含有樹脂層への酸の拡散が一方的に生じないように酸の
    濃度勾配が略無くなるように混入してあることを特徴と
    する請求項1記載の多層レジストのパターニング方法。
  5. 【請求項5】 前記シリコン含有樹脂層塗布後のベーク
    温度は、混入してある光酸発生剤の耐熱温度以下である
    ことを特徴とする請求項1記載の多層レジストのパター
    ニング方法。
  6. 【請求項6】 前記シリコン含有樹脂層を塗布・ベーク
    した後に光照射し、次いで、上層レジストを塗布するこ
    とを特徴とする請求項1記載の多層レジストのパターニ
    ング方法。
  7. 【請求項7】 前記上層レジスト内に含有される前記光
    酸発生剤は、ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
    ステルであることを特徴とする請求項1記載の多層レジ
    ストのパターニング方法。
JP26593591A 1991-10-15 1991-10-15 多層レジストのパターニング方法 Withdrawn JPH05107769A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08240913A (ja) * 1994-10-12 1996-09-17 Hyundai Electron Ind Co Ltd 感光膜パターン形成方法
WO2003088235A1 (fr) * 2002-04-15 2003-10-23 Nagase & Co., Ltd. Matrice de pressage d'origine et procede de fabrication de cette matrice, matrice de pressage et procede de fabrication de cette matrice et disque optique
US7585613B2 (en) 2006-01-25 2009-09-08 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Antireflection film composition, substrate, and patterning process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08240913A (ja) * 1994-10-12 1996-09-17 Hyundai Electron Ind Co Ltd 感光膜パターン形成方法
WO2003088235A1 (fr) * 2002-04-15 2003-10-23 Nagase & Co., Ltd. Matrice de pressage d'origine et procede de fabrication de cette matrice, matrice de pressage et procede de fabrication de cette matrice et disque optique
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Effective date: 19990107